Dans cet exposé, je m'intéresserai à un système couplant les équations de Navier Stokes avec les lois de Newton qu'il est classique de considérer pour calculer le déplacement de solides dans un fluide visqueux incompressible. Je rappellerai tout d'abord les résultats connus sur la théorie de Cauchy. Je développerai ensuite un résultat obtenu en collaboration avec S. Ervedoza et C. Lacave sur la décroissance en temps des solutions dans le cas bidimensionnel où un disque homogène se déplaçe dans une cavité infinie.``
On examinera des propriétés d'algèbre pour des espaces de Sobolev fractionnaires sur des groupes de Lie ou des variétés riemanniennes. Deux approches seront proposées. Ces propriétés seront appliquées à l'étude de certaines EDP semilinéaires. Il s'agit de travaux avec N. Badr (Lyon I) et F. Bernicot (Nantes).
La croissance de bulles influence le type d'éruption volcanique et est à la base de l'étude du dégazage volcanique. Lors des éruptions effusives les bulles forment par coalescence un chemin vers la surface qui permet au gaz de s'échapper. Au contraire lors d'éruptions explosives les bulles de gaz n'ont vraisemblablement pas réussi former ce chemin. Dans un premier temps nous décrivons et étudions la croissance d'une bulle moyenne représentative par le couplage de deux e.d.o. et d'une e.d.p. Cette étude souligne les limites de cette modélisation microscopique. C'est pourquoi, ensuite, nous proposons une modélisation statistique qui décrit l'évolution d'une population de bulles de tailles différentes en interaction. Plusieurs problèmes sont a résoudre, comme la définition de l'interaction entre bulles, des taux de croissance et leurs simulations. Ces travaux sont le fruit d'une collaboration inter-disciplinaire dans le cadre de l'ERC DEMONS
Dans certains matériaux lorsque les phénomènes de plasticité l'emportent, le comportement change assez fortement. Un exemple d'un tel changement apparaît lors d'expérience de cisaillement dans lequel le matériau verra son écoulement localisé dans une bande au lieu d'être uniforme dans tout l'échantillon. Dans cet exposé je présenterai une description mathématique de ce phénomène pour un modèle de fluide viscoplastique particulier: le modèle d'Arrhénius. Nous étudierons les bandes de cisaillement sous divers prisme afin de mieux comprendre pourquoi elles apparaissent et quelles formes elles peuvent prendre dans ce cas.
In this talk we consider some stabilization problems for the wave equation with switching time-delay. We prove exponential stability results for appropriate damping coef- cients. The proof of the main results is based on D'Alembert formula, observability inequality and some energy estimates. More general and abstract problems, like the Petrovsky system, are also discussed.
L'objectif de cet exposé est d'étudier la stabilité de couches limites fluides lorsque la viscosité tend vers 0. Nous montrerons comment des scalings différents permettent de passer des équations de Navier Stokes aux équations de Prandtl et à celles d'Orr Sommerfeld. Nous nous concentrerons ensuite sur l'étude spectrales de ces dernières pour présenter la construction de modes approchés instables de type Tollmien Schlichting. Nous montrerons que l'on s'attend à ce que tout flot de cisaillement soit instable.
Ces travaux portent sur l’étude d’un problème inverse de détection en utilisant en particulier l’optimisation de formes. Dans un premier temps, nous cherchons à localiser un objet immergé dans un fluide visqueux, incompressible et stationnaire. Nous nous intéressons à la question de l’identifiabilité de l’objet puis nous analysons ce problème inverse comme un problème d’optimisation en minimisant une fonctionnelle coût. Deux approches sont étudiées : l’approche géométrique utilisant les dérivées de forme et l’approche topologique utilisant le gradient topologique. Pour la première, nous démontrons théoriquement l’instabilité de ce problème et motivons ainsi nos simulations numériques utilisant une méthode de régularisation. Concernant l’ap- proche topologique, nous étudions la localisation de petits obstacles à l’aide d’une analyse asymptotique. Les simulations numériques effectuées permettent de souli- gner l’efficacité et les limites de ces méthodes dans le cadre de notre étude. Enfin, nous nous intéressons à des conditions aux bord non standard, à savoir des conditions de type Ventcel. Ces conditions permettent par exemple d’étudier des domaines à couches minces en remplaçant ces derniers par des domaines sans couche mince munis de nouvelles conditions aux bords appelées conditions d’impédance. Nous adaptons alors les techniques précédentes à ce cas en soulignant les difficultés et les problèmes encore ouverts pour ce type de conditions.
Soit (M,g) une surface Riemannienne complète, non-compacte. On considère des opérateurs de la forme Delta + aK + W, où Delta est le Laplacian positif ou nul, K la courbure de Gauss, W une fonction localement intégrable, et a un réel strictement positif. On suppose que la partie positive de W est intégrable, et on se pose la question suivante : ``Quelles conclusions sur (M,g) et W peut-on déduire du fait que Delta + aK + W est positif ou nul ?'' Cette question est motivée par l'étude des surfaces minimales, ou à courbure moyenne constante, stables. Comme conséquence de nos résultats, on donne une nouvelle preuve du théorème de Huber et de l'inégalité de Cohn-Vossen. On améliore des résultats antérieurs dans les cas où W est positif ou nul et a entre 0 et 1/4.
9h-10h : Nicolae CINDEA (Université de Clermont-Ferrand) ; 10h-11h : Alberto FARINA (ICJ, Université Lyon 1) ; 11h30-12h30 : Clément JOURDANA (LJK, Université Grenoble 1) ; 14h30-15h30 : Alexandre GIROUARD (LAMA, Université de Chambéry) ; 15h30-16h30 : Dominique SPEHNER (Institut Fourier, Université Grenoble 1)
10h30-11h30 : Emmanuel RUSS (Institut Fourier, Grenoble 1) ; 11h30-12h30 : Ludovic METIVIER (LJK, Grenoble 1) ; 14h-15h : Rachid TOUZANI (Université de Clermont-Ferrand) ; 15h-16h : Morgane BERGOT (ICJ, Université Lyon 1) ; 16h30-17h30 : Frédéric CHARDARD (ICJ, Université de Saint-Etienne) ; 17h30 -18h30 : Albert FATHI (UMPA, ENS LYON)
I'll discuss the following two spectral optimization problems: (1) In many optical and quantum systems it is desirable to engineer a device to spatially confine energy in a particular mode for a long period of time. I'll discuss the mathematics of energy-conserving, spatially-extended systems and present analytical and computational results on optimal energy confining structures. (2) In this part of the talk, I'll discuss the shape optimization problem where the objective function is a convex combination of sequential Laplace-Dirichlet eigenvalues. We show that as a function of the combination parameters, the optimal value is non-decreasing, Lipschitz continuous, and concave and that the minimizing set is upper hemicontinuous. For star-shaped domains with smooth boundary, we study combination parameter sets for which the ball is a local minimum. We propose a method for computing optimal domains and computationally study several properties of minimizers, including uniqueness, connectivity, symmetry, and eigenvalue multiplicity. This is joint work with Chiu-Yen Kao.
In this work we attempt to explore the hypothesis of a Navier–Stokes pipe flow defined as a nonlinear sea state of interacting coherent wave structures of soliton-bearing equations. Such sea states may, for example, explain the occurrence of steady ‘puffs’ observed in both numerical simulations and experiments of turbulent pipe flows. Indeed, the puff dynamics appears to be similar to that of a soliton. This loses energy as it interacts withthe background or other solitons, and it delocalizes in space by splitting into many other smaller solitons, leading to a solitonic sea state. We thus present an analysis of the weakly nonlinear dynamics of axisymmetric Poiseuille pipe flows. We will show that small perturbations of the laminar flow obey a coupled system of nonlinear Korteweg–de Vries-type/Camassa-Holmes equations. To leading order, these support inviscid soliton-type solutions and periodic waves in the form of toroidal vortex tubes that, due to viscous effects, slowly decay in time. Their physical interpretation in terms of flow patterns and vorticity dynamics is finally discussed.
We discuss Krahn's proof of the Rayleigh conjecture asserting that amongst all membranes of the same area and the same physical properties, the circular one has the lowest ground frequency. We show how his approach coincides with the modern techniques of geometric measure theory using the co-area formula. We explain the co-area formula and explain how it links geometric and analytic inequalities. The exposition is suitable for a general mathematical audience.
Du 21 au 25 Mai : Topics on compressible Navier-Stokes equations Session ``Etats de la Recherche'', SMF
Liquid impact is a key issue in various industrial applications (seawalls, offshore structures, breakwaters, sloshing in tanks of liquefied natural gas vessels, wave energy converters, offshore wind turbines, etc). Numerical simulations dealing with these applications have been performed by many groups, using various types of numerical methods. In terms of the numerical results, the outcome is often impressive, but the question remains of how relevant these results are when it comes to determining impact pressures. The numerical models are too simplified to reproduce the high variability of the measured pressures. In fact, for the time being, it is not possible to simulate accurately both global and local effects. Unfortunately it appears that local effects predominate over global effects when the behaviour of pressures is considered. Having said this, it is important to point out that numerical studies can be quite useful to perform sensitivity analyses in idealized conditions such as a liquid mass falling under gravity on top of a horizontal wall and then spreading along the lateral sides. Simple analytical models inspired by numerical results on idealized problems can also be useful to predict trends. The talk is organized as follows: After an introduction on some of the industrial applications, it will be explained to what extent numerical studies can be used to improve our understanding of impact pressures. Results on a liquid mass hitting a wall obtained by various numerical codes will be shown.
Récemment, des couches très fines autour des structures tourbillonnaires ont été observées dans plusieurs régions océaniques. Ces couches sont quasi horizontales, elles ont une épaisseur de l’ordre de 10 mètres et une taille horizontale de l’ordre de 1 à 10 kilomètres. L'étude de la formation de ces couches conduit à un problème aux limites et à la résolution d'un problème aux valeurs propres généralisé. Les modes instables d'une lentille gaussienne anticyclonique dans un fluide continûment stratifié en rotation sont simulés numériquement. Le mode le plus instable est un mode lent, associé à une instabilité couche critique située à la périphérie du vortex.