login
english version rss feed
Detailed view PhD thesis
Université Paris-Nord - Paris XIII (14/10/2011), Laurence Halpern (Dir.)
Attached file list to this document: 
PDF
these.pdf(3.9 MB)
ANNEX
transparents.pdf(16.4 MB)
Méthodes de décomposition de domaine espace temps pour le transport réactif --- Application au stockage géologique de CO2
Florian Haeberlein1, 2

Les modèles de transport réactif sont un outil basique pour la modélisation de l'intéraction entre les réactions chimiques et l'écoulement du fluide dans un milieu poreux. Nous présentons un modèle de transport réactif multi-espèces totalement réduit incluant des réactions cinétiques et en équilibre. Une formulation structurée ainsi que différentes approches numériques sont proposées. Les méthodes de décomposition de domaine offrent la possibilité de diviser des problèmes de grande taille dans des problèmes plus petits dont la solution se fait en parallèle. Partant d'un point de vue géométrique, nous présentons la classe des méthodes de Schwarz ayant prouvé une haute performance dans de nombreuses applications. Des questions quant à la réalisation d'une décomposition de domaine et des conditions de transmission au niveau discret sont traitées dans le contexte des volumes finis. Nous proposons et validons numériquement un schéma de volumes finis hybrides pour l'opérateur d'advection-diffusion étant particulièrement adapté à l'utilisation dans le contexte d'une décomposition de domaine. Nous étudions théoriquement et numériquement des méthodes de Schwarz relaxation d'ondes en détail pour un système de deux espèces couplées de type transport réactif avec des termes de couplage linéaire et non-linéaire. Des résultats qualifiant le problème comme bien posé ainsi que la convergence des méthodes de décomposition de domaine sont développés et la sensibilité du comportement de convergence de l'algorithme de Schwarz par rapport au terme de couplage est étudiée. Finalement, nous appliquons une méthode de Schwarz relaxation d'ondes au modèle de transport réactif multi-espèces présenté.
1:  LAGA - Laboratoire Analyse, Géométrie et Applications
2:  IFPEN - IFP Energies Nouvelles
transport réactif multi-espèces – réactions cinétiques – modèles couplés – approche globalement implicite – décomposition de domaine espace-temps – méthodes de Schwarz – Schwarz relaxation d'ondes optimisées – conditions de transmission optimisées – volumes finis hybrides – stockage géologique du CO2 – calcul haute-performance

Time Space Domain Decomposition Methods for Reactive Transport --- Application to CO2 Geological Storage
Reactive transport modelling is a basic tool to model chemical reactions and flow processes in porous media. A totally reduced multi-species reactive transport model including kinetic and equilibrium reactions is presented. A structured numerical formulation is developed and different numerical approaches are proposed. Domain decomposition methods offer the possibility to split large problems into smaller subproblems that can be treated in parallel. The class of Schwarz-type domain decomposition methods that have proved to be high-performing algorithms in many fields of applications is presented with a special emphasis on the geometrical viewpoint. Numerical issues for the realisation of geometrical domain decomposition methods and transmission conditions in the context of finite volumes are discussed. We propose and validate numerically a hybrid finite volume scheme for advection-diffusion processes that is particularly well-suited for the use in a domain decomposition context. Optimised Schwarz waveform relaxation methods are studied in detail on a theoretical and numerical level for a two species coupled reactive transport system with linear and nonlinear coupling terms. Wellposedness and convergence results are developed and the influence of the coupling term on the convergence behaviour of the Schwarz algorithm is studied. Finally, we apply a Schwarz waveform relaxation method on the presented multi-species reactive transport system.
multi-species reactive transport – kinetic reactions – coupled models – global implicit approach – time-space domain decomposition – Schwarz methods – optimised Schwarz Waveform Relaxation – optimised transmission conditions – hybrid finite volumes – CO2 geological storage – high performance computing

all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...