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| recherche:projets:wtf [2018/12/17 15:11] – cicaluga | recherche:projets:wtf [2026/05/04 10:49] (Version actuelle) – [Wave Topology in Fluids - projet ANR] cicaluga |
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| * [[recherche:projets|Projets soutenus]] | * [[recherche:projets|Projets soutenus]] |
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| ===== Simulation numérique des ondes topologiques dans les eaux peu profondes ===== | ===== Wave Topology in Fluids - projet ANR ===== |
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| Coordination : Antoine Venaille\\ | {{:recherche:projets:diapositive1.png?300|}}Coordination : Antoine Venaille\\ |
| Partenaires ENS de Lyon : Denis Bartolo, Pierre Delplace, David Carpentier, Antoine Renaud (Laboratoire de Physique)\\ | Partenaires ENS de Lyon : Denis Bartolo, Pierre Delplace, David Carpentier, Xavier Chartrand (Laboratoire de Physique)\\ |
| Partenaire externe : Louis-Philippe Nadeau (ISMER-UQAR, Canada)\\ | |
| Expert analyse numérique et calcul scientifique : Cerasela Calugaru (représentant CBP/PSMN)\\ | Expert analyse numérique et calcul scientifique : Cerasela Calugaru (représentant CBP/PSMN)\\ |
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| Ce travail est mené en collaboration des chercheurs du Laboratoire de Physique (Antoine Venaille, Denis Bartolo, Pierre Delplace, David Carpentier, Antoine Renaud) et fait partie d’un projet plus large « Wave Topology in Fluids » qui a fait l’objet d’une soumission dans l’AAP de l’ANR. Après avoir établi théoriquement dans une précédente étude l’existence des ondes topologiques dans des modèles des eaux profondes en rotation et dans des méta-matériaux actifs idéalisés, l’objectif est maintenant d’étudier la robustesse de ces phénomènes en présence d’amortissements et de non-linéarités (p. ex. perturbations externes), en utilisant des expériences de laboratoire et des simulations numériques. Les simulations numériques portent sur des ondes des eaux profondes côtières, le but étant de montrer comment contrôler la nature et le nombre d’ondes topologiques unidirectionnelles le long de la côte, en changeant les conditions aux limites ou prenant en compte les divers ingrédients physiques dans le modèle. Les expériences numériques sont réalisées avec plusieurs codes de calcul (MIT-GCM, DEDALUS, PYQG) dans des configurations idéalisées. Ma contribution consiste en un support et expertise en informatique et calcul scientifique incluant l’installation et l’aide à l’utilisation de ces codes, ainsi que pour leur développement/portage/débogage | Wave Topology in Fluids (WTF) – (Laboratoire de Physique, 2018 – 2023) : Le concept de transport protégé topologiquement est né dans le contexte de de l’effet Hall quantique. Un essort sans précédent dans ce domaine est né quand les physiciens ont réalisé comment appliquer ces idées à des domaines aussi différents que la photonique ou la mécanique. Des ondes sont génériquement protégées du désordre quand elles se propagent entre des matériaux caractérisés par des invariants topologiques différents. Cette année, nous avons démontré que cette topologie explique l’émergence et la robustesse d’ondes unidirectionnelles dans les liquides des échelles microfluidiques aux échelles planétaires. Ces travaux pionniers constituent le point de départ de notre projet. Nous visons à établir les fondements de la topologie des ondes dans les fluides. Nous fournirons les premières démonstrations expérimentales de phase topologique dans les liquides, nous démontrerons leur omniprésence dans les écoulements géophysiques et astrophysiques, et nous expliquerons l'émergence de nouvelles ondes topologiques en l'absence de bords dans un système physique. |
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| ====== Contribution of CBP/PSMN ====== | ====== Contribution of CBP/PSMN ====== |
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| * un support et expertise en informatique et calcul scientifique incluant l’installation et l’aide à l’utilisation de ces codes, ainsi que pour leur développement/portage/débogage | * un support et expertise en informatique et calcul scientifique incluant l’installation et l’aide à l’utilisation du code DEDALUS, ainsi que pour leur développement/portage/débogage |
| * développer un modèle d’écoulement shallow water bi-périodique, en partant du code éléments finis MIT-CGM en mettant en place une méthode de pénalisation pour inclure les conditions aux limites | * développer un modèle d’écoulement shallow water bi-périodique, en mettant en place une méthode de pénalisation pour inclure les conditions aux limites |
| * choix du jeu de tests et des cas de référence pour vérifier l'aptitude des codes à approximer les divers termes intervenant dans les équations | * choix du jeu de tests et des cas de référence pour vérifier l'aptitude des codes à approximer les divers termes intervenant dans les équations |
| * prise en main du code pyqg, portage sur les architectures des serveurs du PSMN (écriture d’un nouveau makefile, compilation, tests de fonctionnement et de performance); installation de packages/librairies nécessaires dans le projet, formation à l'utilisation du code sur les machines PSMN | * prise en main du code DEDALUS, portage sur les architectures des serveurs du PSMN (écriture d’un nouveau makefile, compilation, tests de fonctionnement et de performance); installation de packages/librairies nécessaires dans le projet, formation à l'utilisation du code sur les machines PSMN |
| * prise en main du code MITgcm, portage sur les architectures des serveurs du PSMN (écriture d’un nouveau makefile, compilation, tests de fonctionnement et de performance); installation de packages/librairies nécessaires dans le projet, formation à l'utilisation du code sur les machines PSM | * expertise pour la soumission de calculs en utilisant le code MIT GCM |
| * nous sommes très reconnaissants pour les ressources informatiques fournis par le PSMN. | * accompagnement et aide aux travaux numériques à des chercheurs participant au projet, avec le code MIT GCM et dans l'analyse et le post traitement de données; choix des outils numériques et de bibliothèques mathématiques |
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| | Venaille, A.& ..., Periodicity Disruption of a Model Quasibiennial Oscillation of Equatorial Winds. **//Physical Review Letters//**, 122(21), 214504., https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.122.214504 |
