Theoretical and numerical studies of the primitive equations of the ocean without viscosity

Résumé : Cette thèse regroupe un ensemble d'analysesmathématiques et de simulations numériques relatives aux équations primitives de l'océan (EP) sans viscosité, en domaine borné. Les EP sont des équations bien connues de la mécanique des fluides, qui s'appuient sur les approximations hydrostatique et de Boussinesq. On rappelle en introduction pourquoi ces équations, considérées avec des conditions aux limites de type local, sont mal posées. Dans une première partie (chapitres 1 à 4), on s'intéresse à une modification de l'équation hydrostatique au moyen d'un terme de friction proportionnel à un petit paramètre delta. On démontre des résultats d'existence, d'unicité et de régularité des solutions avant d'étudier le comportement de ces solutions lorsque delta tend vers $0$. Des résultats numériques montrent que des couches limites et des réflexions se produisent aux frontières du domaine. Les phénomènes observés numériquement sont alors confirmés par une preuve rigoureuse effectuée grâce à la théorie des correcteurs. Dans une seconde partie (chapitres 5 et 6), on revient à la formulation hydrostatique d'origine des EP, et l'on propose un jeu de conditions aux limites transparentes pour le système linéarisé. Une preuve du caractère bien posé du problème aux limites ainsi obtenu justifie l'introduction de telles conditions aux limites, qui sont ensuite implémentées dans une simulation numérique confirmant que les phénomènes de couches limites et de réflexions aux frontières sont ainsi évités, aussi bien sur les équations non linéaires que sur le linéarisé.
Type de document :
Thèse
Mathematics [math]. Université Paris Sud - Paris XI, 2005. English
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Contributeur : Antoine Rousseau <>
Soumis le : mercredi 15 juin 2005 - 21:47:30
Dernière modification le : jeudi 2 juin 2016 - 20:23:21
Document(s) archivé(s) le : vendredi 2 avril 2010 - 22:09:17

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Antoine Rousseau. Theoretical and numerical studies of the primitive equations of the ocean without viscosity. Mathematics [math]. Université Paris Sud - Paris XI, 2005. English. 〈tel-00009504〉

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