Le séminaire de l’équipe EDPs² est sous la responsabilité de Jimmy Garnier.
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toutes ensemble.
Année 2009
Vendredi 11 décembre 2009 à 14h30
Jeudi 10 décembre 2009 à 16h30
Vendredi 04 décembre 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
The complete water wave problem remains a difficult task despite recent progresses in this field (Clamond & Grue, 2001). Its intrinsic complexity and stiffness prevent from efficient simulations in complex and large domains. Consequently, a number of approximative models have been proposed. In the present work we consider weakly nonlinear/weakly dispersive wave regime which is modelled by the family of Boussinesq type equations. Mathematically these models are expressed as dispersive nonlinear PDEs. In the present study we apply some finite volumes methods to these models. Our numerical schemes are tested on various practical problems. First, we consider some classical questions of soliton dynamics: solitary wave propagation, conservation of invariants, interactions, dispersive shock formation. A comparison with experiments on solitons head-on collision is performed (J. Hammack et al, 2004). Finally, we pay a lot of attention to the problem of the wave run-up onto a beach. This problem is very challenging from physical point of view (triple point) and numerical techniques have to treat wet/dry interface transition. Our algorithm is validated against experimental data of Synolakis and Zelt on breaking and nonbreaking solitary waves run-up onto a plane beach. This is a joint work with D. Dutykh and Th. Katsaounis.
Mardi 01 décembre 2009 à 13h30
Vendredi 27 novembre 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
En Mécanique quantique relativiste, un électron soumis à l'action d'un champ électro-magnétique externe pourrait être déstabilisé par la puissance du champ magnétique. Dans cet exposé je présenterai des travaux sur la dépendance de la première valeur propre de l'opérateur de Dirac-Coulomb magnétique en fonction de la puissance du champ magnétique.Cette étude fait intervenir une méthode variationnelle non classique pour caractériser les valeurs propres d'un opérateur dans un gap du spectre continu.
Vendredi 13 novembre 2009 à 09h, Grenoble
Jeudi 12 novembre 2009 à 09h30, Grenoble
Mardi 10 novembre 2009 à 10h
Résumé : (Masquer les résumés)
``Bounds on the product of the first two non-trivial frequences of a free membrane'' In this talk we are interested in the eigenvalue problem of a free membrane represented as a bounded simply-connected planar domain D with Lipschitz boundary. The aim of this talk is twofold. First, we give a positive answer to the following conjecture of Iosif Polterovich: the product of the first two non-trivial Neumann eigenvalues of the laplacian on D (frequencies of the free membrane D) is upper bounded by the value of the same quantity for the disk with same area as D. This estimate is sharp and the equality occurs if and only if D is a disk. Secondly, we consider the class of n-sided convex polygons and establish an isoperimetric inequality for the product of some moments of inertia. As an application, we obtain an explicit nice upper bound for the product of the first two non-trivial frequences of a free membrane represented as a n-sided convex polygon.
Vendredi 06 novembre 2009 à 14h
Vendredi 16 octobre 2009 à 10h30, Petite salle visio Le Chablais
Résumé : (Masquer les résumés)
La théorie des équations différentielles stochastiques rétrogrades (EDSRs) permet, entre autre, de donner une représentation probabiliste d'EDPs semi-linéaires. Dans cet exposé nous nous intéresserons à des EDSRs en horizon infini qui nous fournissent un outil alternatif pour l'étude de problèmes de contrôle optimal ainsi que certains problèmes de Neumann semi-linéaires associés à des phénomènes ergodiques et étudiés par G. Barles et F. Da Lio dans leur article ``On the boundary ergodic problem for fully nonlinear equations in bounded domains with general nonlinear Neumann boundary conditions'' (2005).
Vendredi 25 septembre 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
On considère la classe des systèmes de Timoshenko. L’objectif est de démontrer la stabilité à l’infini (l’énergie décroit vers zéro quand le temps converge vers l’infini) et obtenir une estimation sur le taux de décroissance. Pour cela, on distingue deux cas. 1. Les deux équations ont la meme vitesse de propagation : pour toute solution faible, on montre une estimation générale et explicite sur l’énergie ce qui donne une idée précise sur l’influence de chaque controle sur la stabilité du système. On donne quelques exemples pour illustrer notre estimation. 2. Les deux équations n’ont pas la meme vitesse de propagation : sous des hypothèses plus fortes et pour des solutions plus régulières, on montre une estimation de stabilité plus faible. L’idée de la démonstration est basée sur la méthode des multiplicateurs et quelques inégalités intégrales. Ses résultats ont été obtenus en collaboration avec S. Messaoudi (KFUPM, Dhahran, Arabie Saoudite) dont une partie va apparaitre dans Mathematical Methods in the Applied Sciences.
Vendredi 04 septembre 2009 à 15h
Résumé : (Masquer les résumés)
We consider the problem of approximating low eigenvalues of the Laplace operator on bounded domains in n dimensional Euclidean space with Dirichlet boundary conditions. The general purpose is to be able to understand better the relationships between the geometry of the domain and low eigenvalues, and we divide our approach into (roughly) three parts as follows: 1) asymptotic expansions 2) bounds depending on geometric quantities 3) more complex conjectured bounds supported by extensive numerical computations
Vendredi 17 juillet 2009 à 11h
Mardi 07 juillet 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
We obtain several averaging lemmas for transport operator with a force term. These lemmas improve the regularity yet known by not considering the force term as part of an arbitrary right-hand side. We compare the obtained regularities according to the space and velocity variables.
Vendredi 03 juillet 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
Nous présentons une approche (1D) d'écoulement mixte en conduite fermée à section non uniforme. Le modèle est dérivé à partir des équations d' Euler compressible et incompressible. Par le choix de variables dites équivalentes et d'une pression adéquate, on réécrit le modèle sous une seule formulation. Ce modèle fait intervenir des termes sources complexes que l'on propose de décentrer dans le cadre d'un schéma cinétique: les termes en question sont les termes sources de pression, les termes de géométrie et la friction. La difficulté du décentrement réside en la nature de chacun des ces termes : produits conservatifs, non-conservatifs ou d'aucun de ces deux types. On termine par quelques tests numériques où l'on compare les résultats obtenus avec une méthode type VFROE. Notamment, notre approche conserve la symétrie de certains écoulements contrairement à une approche explicite classique.
Vendredi 03 juillet 2009 à 11h
Résumé : (Masquer les résumés)
We apply the semigroup setting of Desch and Miller to a class of stochastic integral eqations of Volterra type with completely monotone kernels with a mutiplicative noise term. The corresponding equation is an infinite dimensional stochastic equation with unbounded diffusion operator that we solve with the semi group approach of Da Prato and Zabezyk. As a motivation of our results, we study an optimal control problem when the control enters the system together with the noise.
Vendredi 26 juin 2009 à 11h
Résumé : (Masquer les résumés)
Nous considérons un écoulement de deux fluides newtoniens, imcompressibles et immiscibles dans un domaine mince. Nous supposons que l'écoulement est gouverné par les équations de Navier-Stokes. Dans un premier temps nous considérons que les deux fluides n'ont pas la même vitesse et nous ne tenons pas compte de la variation de la hauteur totale des fluides. Ainsi nous dérivons un modèle de Saint-Venant bicouche à toit rigide. Nous montrons la stabilité de solutions faibles du modèle. Dans un second temps nous supposons que la surface est libre mais que les deux fluides ont la même vitesse. Nous finissons par une étude numérique du modèle 1D.
Jeudi 25 juin 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
Les équations différentielles stochastiques rétrogrades ont été introduites par Pardoux et Peng en 1990. La motivation initiale était de généraliser à des problèmes non-linéaires la formule de Feynman-Kac (représentation probabiliste d'EDP du second ordre). J'essaierai dans un premier temps d'expliquer les liens entre ce type d'équations stochastiques et la théorie des EDP puis dans un second temps je donnerai d'autres applications par exemple à la finance et/ou à la théorie des martingales.
Vendredi 19 juin 2009 à 11h
Résumé : (Masquer les résumés)
Cet exposé est basé sur le modèle de Canh-Hilliard qui permet de décrire l'évolution du mélange de plusieurs espèces. Il est décomposé en trois parties, une première partie qui concerne la biologie du cancer, la deuxième partie parle d'un modèle mathématique mis en place par Preziosi sur le cancer et enfin on essaie de voir le cancer comme un mélange d'espèces (cellules normales, cellules malades, matrice extracellulaires, ...)
Vendredi 12 juin 2009 à 10h
Résumé : (Masquer les résumés)
Une justification mathématique de la condition d'adhérence imposée classiquement dans de nombreux modèles (notamment les modèles de mouvement de fluides visqueux) consiste à remplacer la paroi lisse, idéale, par une paroi rugueuse. L'idée est d'imposer uniquement une condition de non pénétration sur la paroi rugueuse, et de montrer que la condition d'adhérence s'obtient dans le modèle limite quand la taille des aspérités tend vers 0. Après avoir discuté du sens à donner à ce passage à la limite, nous montrerons sous quelles conditions une paroi périodique ou cristalline donne lieu à un effet de rugosité uniforme, sur des champs de vecteurs H^1 vérifiant une condition de glissement parfait sur la paroi rugueuse. En particulier cet effet de rugosité est indépendant d'une éventuelle équation satisfaite par les champs de vecteurs sur lesquels on l'applique.
Vendredi 05 juin 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
The influence of wall roughness on the slip behavior of a viscous fluid has been discussed in several recent papers. We study the asymptotic behavior of a viscous fluid near a periodic oscillating wall with period epsilon and amplitude depending on the period. We assume the fluid to satisfy the so-called Navier’s boundary conditions. When the period and the amplitude have the same order, it is known that in the limit this boundary condition provides the adherence (or no-slip) condition. This gives a mathematical justification of why adherence conditions are usually imposed for viscous fluids, they are due to the microscopic asperities. In our work we consider the case where the amplitude is much smaller than the period. We show the existence of a boundary layer and, depending on if its value is zero, a positive number or infinite, we get different boundary conditions in the limit. As particular case, we can recover the adherence condition. The proof of our results is based on an original adaptation of the unfolding method, which is closely related to the two-scale convergence method.
Vendredi 29 mai 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
Beaucoup de matériaux ont un comportement intermédiaire entre les solides élastiques et les fluides newtoniens. La rhéologie est l'étude de ces matériaux et de leurs conditions d'écoulement. Parmi ces matériaux nous présenterons brièvement la classe des matériaux vitreux/pâteux qui présente plusieurs propriétés caractéristiques des fluides complexes: ce sont des fluides élastoviscoplastiques. Après avoir rappelé ce que sont ces propriétés, nous présenterons un modèle multi-échelle conçu pour décrire le comportement des fluides vitreux. Nous étudierons ensuite les courbes de flots attachées à ce modèle pour montrer que leurs comportement à faible cisaillement subit une transition lorsque l'un des paramètres du modèle passe par une valeur critique.
Vendredi 15 mai 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
Les méthodes symplectiques pour les systèmes hamiltoniens sont certainement les intégrateurs géométriques les plus connus. Leurs performances surpassant celles des méthodes classiques sur de long temps d'intégration sont bien établies. Une généralisation de ces méthodes d'intégration aux EDP possédant une formulation hamiltonienne, ainsi qu'aux systèmes dérivant d'un lagrangien existe. Elle repose sur la préservation de lois de conservation, celles-ci étant reliées aux symétries du système via le théorème de Noether. Que se passe-t-il pour une EDP n'ayant pas de structure particulière: comment peut-on étendre les performances des intégrateurs symplectiques à une EDP quelconque? Comment conserver les symétries d'une équation par une méthode numérique? Le coeur de l'exposé consistera à présenter une approche d'invariantisation permettant de construire de façon systématique des schémas numériques préservant les symétries de Lie des équations continues. Elle repose sur le concept de repères mobiles introduit par Elie Cartan, puis développé et adapté par M. Fels et P. J. Olver. Les premières applications d'invariantisation ont été réalisées par P. Kim pour les EDO et pour quelques EDP. Une contribution au développement de la méthode sera présentée.
Mardi 05 mai 2009 à 11h
Vendredi 24 avril 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
An efficient numerical scheme for simulations of fully nonlinear non-breaking surface water waves in 3D is presented. The water depth is either shallow, finite or infinite. The method is based on a fast, rapidly converging, iterative algorithm to compute the Dirichlet to Neumann operator. This is evaluated by expanding the operator as a sum of global convolution terms and local integrals with kernels that decay quickly in space. The global terms are computed very quickly via FFT. The local terms are evaluated by numerical integration. Analytical integration of the linear part of the prognostic equations in Fourier space is obtained to machine precision. The remaining nonlinear components are integrated forward in time using an RK-scheme combined with a special step size control technique. This yields a very stable and accurate time marching procedure. Zeros-padding in the spectral space represents the anti-aliasing strategy. The method requires no smoothing. Illustration through examples show that the total energy is well conserved during the numerical simulations. The scheme is stable and accurate, even for very long time simulations of very steep wave events. The scheme is easily parallelizable. It propagates for example a Stokes wave of slope 0.2985 with a phase shift error of about 0.3 after 1000 periods of propagation.
Vendredi 10 avril 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
Les solutions stationnaires des équations aux dérivées partielles hamiltoniennes sont les points critiques du Hamiltonien. La stabilité de ces solutions est lié au nombre de valeurs propres la Hessienne du Hamiltonien. Il est possible de compter ces valeurs propres en utilisant un invariant topologique appelé indice de Maslov. Nous appliquons ce cadre de travail à certaines solutions stationnaires de l'équation de Korteweg de Vries avec forçage ainsi qu'aux ondes solitaires multi-modales de l'équation de Kawahara.
Vendredi 03 avril 2009 à 15h
Résumé : (Masquer les résumés)
Dans cet exposé, nous présentons un nouveau modèle de type Boussinesq, dont le but est de pouvoir propager correctement les vagues et leurs cinématiques sur des domaines étendus allant jusqu'à plusieurs kilomètres au large. La construction du modèle repose sur trois idées: la première est de formuler le problème en fonction d'un opérateur de Dirichlet-Neumann exprimé, non pas à la surface libre de manière classique, mais au niveau de la surface du fluide au repos, de manière à travailler sur un opérateur statique. La seconde idée est de chercher une approximation de cet opérateur au moyen de séries de Taylor tronquées et d'approximants de Padé. La troisième est enfin d'utiliser une décompositionartificielle du fluide en deux couches de même densité, de manière à diminuer l'ordre des dérivées du problème. Le modèle final comprend ainsi quatre équations (en 2DH) ne faisant intervenir que des dérivées secondes au maximum, et nous montrons via une analyse linéaire et des simulations numériques non-linéaires que le modèle permet de propager des vagues avec précision jusqu'en eaux profondes.
Vendredi 20 mars 2009 à 11h, Salle 228-230 en Belledonnes
Résumé : (Masquer les résumés)
On présentera tout d'abord le problème de l'élastodynamique (en formulation vitesse-contraintes) qui modélise la propagation de deux types d'ondes sismiques : les ondes P et les ondes SV. Ensuite, l'exposé s'orientera vers les méthodes de Galerkin Discontinues que nous comparerons brièvement aux méthodes de Différences Finies, Volumes Finis et Elements Finis (avantages/inconvénients). Nous décrirons alors une méthode de Galerkin Discontinue d'ordre élevé avec un schéma saute-mouton en temps combiné à un schéma centré en espace. Des résultats de stabilité (avec une étude énergétique) et de convergence seront ensuite présentés. Enfin, nous illustrerons l'exposé par quelques résultats numériques (taux de convergence et temps CPU), ainsi que par un cas test avec une source explosive.
Jeudi 12 mars 2009 à 15h30
Résumé : (Masquer les résumés)
We consider a drop of one liquid suspended in another liquid which is sheared as a model of a Couette device. Numerical simulations are conducted with an in-house volume of fluid (VOF) code with either a continuum surface force (CSF) algorithm with piecewise linear interface reconstruction or with a more accurate but computationally more intensive paraboloid representation of the interface (PROST). The methodology will be presented. The Oldroyd-B and Giesekus constitutive models are implemented. Comparisons with recent experimental results of P. Moldenaers (KU-Leuven) will be discussed
Jeudi 12 mars 2009 à 14h
Résumé : (Masquer les résumés)
Controllability refers to the possibility of steering a system from a given initial state to a desirable state with a given class of control inputs. In continuum mechanics, the control if usually affected by a body force or boundary conditions. Viscoelastic flows pose an interesting class of problems for which the linearized problem is only partly controllable, and the question to what extent nonlinear problems can be controlled is in general quite difficult. The lecture will review partial result on this topic which I have obtained over the past few years.
Jeudi 12 mars 2009 à 10h
Lundi 09 mars 2009 à 10h, LAPP/LAPTH/Annecy
Résumé : (Masquer les résumés)
Ce colloque est organisé par la Fédération de Recherche 2914 '' Modélisation, Simulation, Interactions fondamentales'', regroupant le LAMA, le LAPP et le LAPTH . Ce colloque impliquant des interfaces entre disciplines différentes a pour but premier de promouvoir des échanges d’idées et de concepts entre chercheurs de disciplines différentes ; il est donc adapté pour permettre la discussion entre personnes de domaines de compétences différents.
Vendredi 27 février 2009 à 15h
Résumé : (Masquer les résumés)
On considère un mélange d'espèces chimiques transportées par diffusion moléculaire et convection dans un capillaire. On sait depuis les années 50 qu'à ces deux mécanismes de déplacement s'ajoute celui de la dispersion, due à l'hétérogénéité des vitesses à l'échelle microscopique. Mais on utilise des modèles largement empiriques pour modéliser les effets dispersifs. Le but est de retrouver rigoureusement et explicitement les effets dispersifs, en utilisant l'approche par homogénéisation. On passe ainsi d'un modèle 3D ``convection-diffusion'' à l'échelle microscopique à un modèle 2D ``convection-diffusion-dispersion'' à l'échelle mésoscopique. On suppose de plus que les composants chimiques réagissent avec le bord du tuyau pour tenir compte de l'adsorption-désorption dans le modèle. On se place ainsi (par exemple) dans le cadre original dans lequel ces phénomènes ont été mis en relief : le transport des médicaments dans le réseau sanguin. Références: G.I. Taylor, Dispersion of soluble matter in solvent flowing slowly through a tube, Proc. Royal Soc. A, Vol. 219 (1953)
Vendredi 13 février 2009 à 15h
Résumé : (Masquer les résumés)
Le ruissellement sur les sols cultivés pose des problèmes de conservation des ressources environnementales. Les épisodes ruisselants sont aussi responsables de coulées boueuses pouvant affecter les biens et les personnes. Il est donc important de pouvoir prédire correctement la localisation des écoulements de surface. Dans cet exposé, je présenterai un modèle qui intègre dans un système de type Saint-Venant les effets des sillons qui conditionnent ces écoulements.
Vendredi 13 février 2009 à 11h30
Résumé : (Masquer les résumés)
On s'intéresse aux équations de Navier-Stokes décrivant un écoulement de fluides visqueux autour d'un obstacle. Le domaine d'écoulement étant non borné, on chosit de poser le problème dans un cadre fonctionnel faisant intervenir des poids afin de décrire le comportement à l'infini des solutions. Pour tenir compte du sillage, des poids anisotropes sont considérés. Une première étape indispensable dans l'analyse est l'étude des équations d'Oseen qui sont une version linéarisée des équations de Navier-Stokes. Après avoir présenté les modèles, on s'intéressera aux problèmes d'existence et d'unicité.
Vendredi 06 février 2009 à 15h
Résumé : (Masquer les résumés)
L'optimisation de forme est l'étude des problèmes d'optimisation dont la variable est un domaine de R^d (on se restreindra au cas d=2). Je me concentrerai sur le cas où les formes admissibles sont demandées convexes. Cette contrainte géométrique rend l'analyse des conditions d'optimalité délicate. Je présenterai en première partie des conditions abstraites d'optimalité, que j'utiliserai pour exhiber une classe de fonctionnelle pour lesquelles on montre que les solutions de l'optimisation sont nécessairement polygonales (travail en collaboration avec A. Novruzi). Je m'intéresserai ensuite à l'optimisation de la seconde valeur propre du Laplacien, problème modèle qui fait ressortir des difficultés liées à la contrainte de convexité, et à la régularité des formes optimales. On montre que les formes optimales sont de classe C^{1,1/2} et pas mieux, pour ce problème. Je ferai le lien avec les EDP partiellement surdéterminées.
Vendredi 30 janvier 2009 à 14h
Vendredi 16 janvier 2009 à 15h
Résumé : (Masquer les résumés)
Cell migration is a highly integrated process where actin turnover, actomyosin contractility, and adhesion dynamics are all closely interlinked. The computational framework presented here aims to investigate the coupling between these fundamental processes. Two different applications of the model have been considered. First its relevance to describe cell migration and second its ability to predict the cell morphologies as observed on patterned substrata. In the model the cell membrane oscillations originating from the interaction between passive hydrostatic pressure and contractility are sufficient to lead to the formation of adhesion spots. Cell contractility then leads to the maturation of these adhesion spots into focal adhesions through integrins recruitment, which reciprocally stimulates reinforcement of the stress fibres. Due to active actin polymerization, which enhance protrusion at the leading edge, the traction force required for cell translocation can be generated. However, if the force is not strong enough, the maturation of the stress fibres allows to redistribute the forces throughout the cytoskeleton and the cell can thus recover a new stable shape. Numerical simulations first performed in the context of unstimulated cell migration, i.e. for a homogeneous and isotropic substratum, show that the model hypotheses are satisfactory to reproduce the main features of fibroblast cells migration as well as the well-known biphasic evolution of the cell migration speed as a function of the adhesion strength. In the context of patterned substrata, the numerical simulations allow to explain how the forces generated by the stress fibres of the virtual cells are regulated at the adhesion site through feedback mechanisms and how the competing stress fibres can generate an equilibrium state corresponding to a stable cell shape.
Jeudi 15 janvier 2009 à 14h
Le séminaire de l’équipe EDPs² est sous la responsabilité de Jimmy Garnier.
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