Thèse soutenue

Solveurs rapides pour des discrétisations robustes en mécanique des fluides
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Auteur / Autrice : Pierre Matalon
Direction : Daniele Antonio Di PietroUlrich Ruede
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mathématiques et Modélisation
Date : Soutenance le 15/10/2021
Etablissement(s) : Montpellier en cotutelle avec Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Montpelliérain Alexander Grothendieck (Montpellier ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Paola Antonietti
Examinateurs / Examinatrices : Daniele Antonio Di Pietro, Ulrich Ruede, Paola Antonietti, Carmen Rodrigo Zarzosa, Harald Köstler, Lorenzo Botti, Axel Klawonn, Fabien Marche
Rapporteurs / Rapporteuses : Paola Antonietti, Carmen Rodrigo Zarzosa

Résumé

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On considère une équation aux dérivées partielles (EDP) elliptique du second ordre discrétisée par la méthode Hybrid High-Order (HHO). HHO est une méthode polyédrique qui supporte les ordres polynomiaux arbitraires, et pour laquelle les inconnues globalement couplées sont situées aux faces. Afin de résoudre efficacement le système linéaire obtenu après condensation statique, ce travail propose de nouvelles méthodes multigrilles basées sur le squelette du maillage. L'une est géométrique, l'autre algébrique. L'algorithme géométrique est un h-multigrille qui conserve le degré polynomial à tous les niveaux. Il gère les maillages polyédriques non structurés et non imbriqués. Les tests numériques sur des problèmes de diffusion homogènes et hétérogènes montrent une convergence rapide, un comportement asymptotique optimal par rapport à la taille du problème et les ordres polynomiaux, ainsi qu'une grande robustesse aux discontinuités du coefficient de diffusion. Le multigrille algébrique (AMG) s'applique aux méthodes hybrides d'ordre bas. Le graphe de connectivité entre éléments et faces est extrait de la matrice non condensée, ce qui permet l'implémentation du méthode de coarsening basée sur l'agrégation des éléments. Utilisé comme préconditionneur, cet AMG conserve les performance et scalabilité des AMG basés sur l'agrégation simple qui travaillent directement sur le système condensé, tout en affichant une amélioration notable sur les problèmes anisotropiques avec maillage cartésien.