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Séance de cours

Vagues en milieu inhomogène

Dans cours

PHYS-203: Computational physics I

Aborder, formuler et résoudre des problèmes de physique en utilisant des méthodes numériques simples. Comprendre les avantages et les limites de ces méthodes (stabilité, convergence). Illustrer différents sujets de physique traités dans d'autres cours. ...

Description

Cette séance de cours couvre la mise en œuvre des conditions initiales et aux limites des ondes dans les milieux inhomogènes, y compris le diagramme explicite à 3 niveaux, la stabilité numérique et la propagation des ondes dans les milieux unidimensionnels. La séance de cours traite également du principe de superposition, des modes propres et des fréquences propres, ainsi que de l'application des conditions aux limites de la propagation des ondes. Diverses conditions de bord et l'utilisation de différences finies pour les dérivés sont explorées, ainsi que des exemples d'ondes d'eau peu profonde. La séance de cours se termine par des exercices sur les conditions de sortie des vagues et l'impact des différentes équations sur la propagation des vagues.

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Enseignant·e

Laurent Villard

Originaire de Vauffelin (BE), Laurent Villard est né en 1961. Après avoir obtenu le diplôme d'ingénieur physicien de l'EPFL en 1983, il est assistant au CRPP où il entame une thèse. Ses études portent sur l'étude théorique du chauffage des plasmas par ondes radiofréquences, développant pour cela un code de calcul numérique sous contrat avec le Joint European Torus (JET, Angleterre). Il obtient en 1987 le doctorat ès sciences. En 1988, il est engagé en tant que chargé de cours à l'Université d'Addis Abeba, enseignant l'électromagnétisme et l'électrodynamique. En 1989 et 1990, il rejoint le Polytechnic Education Development Centre de l'Institute of Technology of Bandung (ITB, Indonésie). Ses activités contribuent à la formation et au soutien du personnel enseignant des dix-sept écoles polytechniques nouvellement créées en Indonésie. A la fin 1990, il revient au CRPP en tant que collaborateur scientifique. En 1993 il est nommé professeur assistant. En 1999, il est nommé maître d'enseignement et de recherche, puis, en 2005, professeur titulaire. En collaboration avec JET et General Atomics (USA) il étudie les instabilités qui peuvent être provoquées par les particules énergétiques issues du processus de fusion nucléaire. Avec des scientifiques du Keldysh Institute (Moscou), il s'intéresse au calcul de l'équilibre et de la stabilité de configurations du type tokamak. Enfin, en collaboration notamment avec le Max-Planck Institute fuer Plasma Physik, ses recherches portent sur la simulation numérique, par calcul à haute performance (HPC), de la turbulence dans les plasmas magnétisés.

Source officielle

Proximité ontologique

Astronomie

Planétologie: Atmosphère planétaire

Concepts associés (32)

Onde

vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.

Vague

Une vague () est une déformation de la surface d'une masse d'eau le plus souvent sous l'effet du vent. À l'interface des deux fluides principaux de la Terre, le vent crée des vagues sur les océans, mers et lacs. Ces mouvements irréguliers se dispersent à la surface de l'eau et sont collectivement appelés état de la mer. D'autres phénomènes, moins fréquents, sont aussi la source de vagues. Ainsi, les séismes majeurs, éruptions volcaniques ou chutes de météorites créent également des vagues appelées tsunamis ou raz-de-marée.

P wave

A P wave (primary wave or pressure wave) is one of the two main types of elastic body waves, called seismic waves in seismology. P waves travel faster than other seismic waves and hence are the first signal from an earthquake to arrive at any affected location or at a seismograph. P waves may be transmitted through gases, liquids, or solids. The name P wave can stand for either pressure wave (as it is formed from alternating compressions and rarefactions) or primary wave (as it has high velocity and is therefore the first wave to be recorded by a seismograph).

Vague scélérate

vignette|300px|droite|Vague scélérate vue d’un navire marchand (1940, golfe de Gascogne, ligne de sonde des ). Les vagues scélérates sont des vagues océaniques très hautes, soudaines, considérées comme très rares. Cette rareté est relative, les observations ne concernant qu'une très faible partie d'entre elles, compte tenu de l'étendue des océans et de la rapidité avec laquelle les vagues se forment et se défont au sein des trains de vagues où elles se propagent.

Onde longitudinale

Longitudinal waves are waves in which the vibration of the medium is parallel to the direction the wave travels and displacement of the medium is in the same (or opposite) direction of the wave propagation. Mechanical longitudinal waves are also called compressional or compression waves, because they produce compression and rarefaction when traveling through a medium, and pressure waves, because they produce increases and decreases in pressure.

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