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Cours scientifiques - MDC_52067_EP : Transport et Diffusion

Descriptif

Ce cours organisé conjointement par les départements de Mathématiques Appliquées et Mathématiques est aussi référencé MAT567. Le but de ce cours est de présenter des modèles de transport et de diffusion de particules que l'on retrouve dans de nombreux domaines d'applications pertinents sur le plan énergétique. Par exemple, le mécanisme de réaction en chaine dans les réacteurs nucléaires, l'effet de serre en climatologie, le transfert radiatif en thermique ou en astrophysique, certains modèles de dynamique des populations structurées en biologie relèvent de cette thématique. Après une présentation mathématique de ces modèles, on montrera que la diffusion est la limite du transport dans un régime fortement collisionnel, et on expliquera la notion de masse ou de taille critique. On introduira des méthodes de résolution numérique de type différences finies et Monte-Carlo. **Niveau requis** : Un des 4 cours suivants : - MAP411 : Modélisation mathématiques, - MAP431 : Analyse numérique et optimisation, - MAT431 : Calcul différentiel et fonctions holomorphes - MAT432 : Distributions, analyse de Fourier et EDP. **Bibliographie :** - Dautray R., (1989). Méthodes probabilistes pour les équations de la physique, Eyrolles, Paris - Dautray R., Lions J.-L., (1988). Analyse mathématique et calcul numérique pour les sciences et les techniques, Masson, Paris - Perthame B., (2007). Transport equations in biology, Birkhäuser, Bâle - Planchard J. (1995). Méthodes mathématiques en neutronique. Collection de la Direction des Études et Recherches d'EDF, Eyrolles. - Pomraning G., (1973). The equations of radiation hydrodynamics, Pergamon Press. Oxford, New-York

Objectifs pédagogiques

Acquérir une bonne maîtrise des modèles de transport et de diffusion du point de vue théorique et numérique

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade réduit

Programme détaillé

Après une présentation des modèles cinétiques (équations de transport et de Boltzmann linéaires) nous montrons que dans un régime fortement collisionnel, l'équation de diffusion peut être vue comme approximation et une simplification de l'équation de Boltzmann linéaire, et on explique la notion de taille critique. On présentera aussi les méthodes de différences finies pour les équations de transport et de Boltzmann, et on dit quelques mots de la méthode de Monte Carlo. Plan du cours 1\. Introduction, modèles et exemples 2\. Equation de transport linéaire 3\. Equation de Boltzmann linéaire 4\. Approximation par la diffusion 5\. Méthodes numériques I 6\. Méthodes numériques II 7\. Problème spectral, taille critique 8\. Calcul critique, analyse de sensibilité 9\. Homogénéisation

Mots clés

Equation de Boltzmann linéaire - Limite de diffusion - Taille critique

Méthodes pédagogiques

Cours sur des slides basées sur un livre distribué aux étudiants et séances d'exercices
Veuillez patienter