Auteur / Autrice : | Amaury Barral |
Direction : | Bérengère Dubrulle, Sébastien Fromang |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 12/10/2023 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | Physique en Ile de France |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Service de physique de l'état condensé (Gif-sur-Yvette, Essonne) - Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-....) |
référent : Faculté des sciences d'Orsay | |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Sergio Chibbaro |
Examinateurs / Examinatrices : Detlef Lohse, Nikki Vercauteren | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Detlef Lohse, Nikki Vercauteren |
Mots clés
Résumé
Cette thèse explore la possibilité d'utiliser des grilles logarithmiques, un nouvel outil mathématique, pour simuler des flux géophysiques et des équations de dynamique des fluides sur des grilles de Fourier clairsemées. Nous présentons d'abord les grilles logarithmiques, étudions leur interprétabilité et présentons un nouveau cadre numérique (implémenté en Python et en C) conçu pour exploiter efficacement leurs capacités. Nous appliquons ensuite ce cadre à des simulations de plusieurs équations physiques, avec un accent particulier sur trois sujets importants d'intérêt géophysique : l'équation de Rayleigh-Bénard, la formation de jets zonaux dans la turbulence quasi-géostrophique en 2D, et la turbulence rotative forcée. Dans une deuxième partie, nous présentons des contributions supplémentaires sur deux sujets distincts. Tout d'abord, le développement du blowup auto-similaire dans les équations d'Euler et de Navier-Stokes. Deuxièmement, les propriétés de l'équation de Navier-Stokes Réversible. Enfin, l'équation de Rayleigh-Bénard en rotation dans des conditions atmosphériques. Les résultats de cette recherche contribuent à l'avancement des simulations numériques sur des grilles logarithmiques, débloquant des applications potentielles dans divers domaines, y compris la modélisation climatique, la physique atmosphérique et l'océanographie.