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Un sch´ ema aux volumes finis avec matrice signe pour les syst` emes non homog` enes Slah Sahmim To cite this version: Slah Sahmim. Un sch´ ema aux volumes finis avec matrice signe pour les syst` emes non ho- mog` enes. Math´ ematiques [math]. Universit´ e Paris-Nord - Paris XIII, 2005. Fran¸ cais. <tel- 00010000> HAL Id: tel-00010000 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010000 Submitted on 30 Aug 2005 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es.

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Un schema aux volumes finis avec matrice signe pour les

systemes non homogenes

Slah Sahmim

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Slah Sahmim. Un schema aux volumes finis avec matrice signe pour les systemes non ho-mogenes. Mathematiques [math]. Universite Paris-Nord - Paris XIII, 2005. Francais. <tel-00010000>

HAL Id: tel-00010000

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010000

Submitted on 30 Aug 2005

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

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Page 21: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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Page 22: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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2

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2

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2

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∫ tn+1

tn

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2

, t))dt+

∫ xi+1

2

xi− 1

2

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F (U(xi− 1

2

, t))dt =

∫ tn+1

tn

∫ xi+1

2

xi− 1

2

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xi− 1

2

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2

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2

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2

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i , Uni+1) − φ(Un

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tn

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2

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i+1 − Uni ).

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Page 23: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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WR,|G xt> aR.

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Page 24: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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2

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t− tn,W n

i ,Wni+1

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2

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Page 25: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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2

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i+ 1

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D " 6 $ I

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Page 32: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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2

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i+1) − f(wni )),

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i+ 1

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) − f(wni− 1

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)),

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2

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2

E~|DIÃLfÅG,DE~66EIH=Ì$LIJE MAEÀ?ALF)=mÅMA=CFAFA~E<&L@

Sni+ 1

2

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i+1)∣∣ , |f ′(wn

i )|), r =

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∆x,

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i+ 1

2

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i , wni+1

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2

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2

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i+1 + wni

)−αn

i+ 1

2

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(wn

i+1 − wni

),

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i+ 1

2

− wni− 1

2

).

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Ô¬E |Ì ÊA$ÐLM)!&FAGE~F º . _¿ E~|D­Ì$=CFA|E$@ÅL1DGE~DÌ~=CFA6GH|DLFD­<AL@ZÌ$=CFAD@|?AÌ~D6GJ=CF³¿^E_DIÃL+3=CFAÌ_DGH=CFMA? ?&?ÇFz?A$@|GJz?AEªE$DM)=CFAFA~E<&LU@

g(wn

i , wni+1

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(wn

i+ 1

2

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i+ 1

2

.

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∣∣ =|c|2

∣∣∣(wn

i+1 + wni

)− αn

i+ 1

2

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i+1 − wni

)− 2u

∣∣∣

=|c|2

∣∣∣(1 − sgn(c)αn

i+ 1

2

) (wn

i+1 − u)

+(1 + sgn(c)αn

i+ 1

2

)(wn

i − u)∣∣∣

≤ |c|(1 + αn

i+ 1

2

)maxk=0,1

∣∣wni+k − u

∣∣ .

QP

Page 33: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

D D

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i+ 1

2

≥ 1 $ ∀(i, n) ∈ Z × N

ii) r|c|αn

i+ 1

2

+ αni− 1

2

2≤ 1 $ ∀(i, n) ∈ Z × N,

*J7+\^] 2&% ! ) %_! 7*J7'a! cbd]_ `'&7;#& JC 0 v# ±*J/^]6*

mini∈Z

wni ≤ min

i∈Z

wn+1i ≤ max

i∈Z

wn+1i ≤ max

i∈Z

wni .

mtXs'>tÔ¬E|Ì ÊA$ÐLÓMAE+ÅC=CIH?AÐE~'&FAGJ º . ® $Ì~@6GHD e

wn+1i = β0w

ni + β−1w

ni−1 + β1w

ni+1,

=β−1 =

rc

2

(1 + αn

i− 1

2

sgn(c))

=r|c|2

(sgn(c) + αn

i− 1

2

),

β0 = 1 − r|c|2

(αn

i+ 1

2

+ αni− 1

2

),

E~Dβ1 =

rc

2

(−1 + αn

i+ 1

2

sgn(c))

=r|c|2

(− sgn(c) + αn

i+ 1

2

).

,­=C?)@®z?AEÖIHE|Ì ÊA$ÐLMAEÅ=CIJ?)ÐE~&FAGH Å$@|G&EÖIHE<)@6GJF)Ì$GJ<aEfMA? ÐL1ÇGJ?A ¿CGHIa|? ÓD(M L ÅC=CGH@

β−1 ≥ 0, β1 ≥ 0, β0 ≥ 0 E_D β−1 + β0 + β1 = 1.

Á Ez?AG¬E~|DfKL@6LFDG³<AL@IJE$(Ì~=CFAMAG,DGH=CFA (i) E~D (ii)º

g &k q3t su+1lnXopi B D F G Zi u´x3t CiAu αni+ 1

2

tu_k s t Q u~k^i k^t

hw2au qckmq) AK A A /1#z\+*J7 \ X7_#J ] /1b, c 0/1b)\Ö\_#X 01b& 7 \ Ni) ∃ γ ≥ 1 7_*5$#&7 ∀(i, n) ∈ Z × N, αn

i+ 1

2

= γ $

ii) r |c| γ ≤ 1 $ ∀(i, n) ∈ Z × N

7+\^] 2&% ! ) 7 \_: ´/1bd/1 /1bd7 O@

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DDI D 1D

mtXs'>tÆF ?DGJIHGJ6LFDÑI =C<a$@6LUDE~?A@ H ¿>IJEV|Ì ÊA$ÐL-MAEÅC=IJ?AE$%AFAGJÀ Î $Ì$@|GHD+M)EvIÃL´ÐLFAGHÍ$@6E6?AG,ÅULFDE e

wn+1i = H

(wn

i−1, wni , w

ni+1

),

L ÅCE$ÌH(wn

i−1, wni , w

ni+1

)= β0w

ni + β−1w

ni−1 + β1w

ni+1,

= β0, β−1E_D β1

|=CFDÑM)!&FAGHM&LFA 0 º º ºË L<A@6Í~ (i) MAEfIÃL+<A@|=C<a=C6G,DGJ=F 0 º º _¿C=F´L αn

i+ 1

2

≥ 1 ¿ ∀(i, n) ∈ Z×N¿6?)<A<>=6=CFA®LIJ=@6

z? GHI³E_ÇGH|DE γ ≥ 1 ¿)D6E$I³z?AEª<a=C?A@D=?)D (i, n) ∈ Z × N αni+ 1

2

= γ ¿AMALFA(Ì$EªÌ$L β0, β−1E_D

β1M)E~ÅXGJE~FAFAE$FD

β−1 =rc

2(1 + γsgn(c)) =

r|c|2

(sgn(c) + γ) ,

β0 = 1 − r|c|γ,E~D

β1 =rc

2(−1 + γsgn(c)) =

r|c|2

(− sgn(c) + γ) .

Ô¬E|Ì ÊA$ÐL)À Î E$|Df=CFA=D6=CFAE+|G β0, β−1E_D β1

|=CFD<a=CDG3(=? Fz?AIH ºÁ =CÐE γ ≥ 1 ¿&LIH=C@6 β−1

E~D β16=CFDf<>=6GHD6G3 º

β1 ≥ 0 |G¬E$|Df|E$?AIHE$E$FDf6G r|c|γ ≤ 1, Ì~Ez?AG¬E~|DfKL@6LFDG³<&LU@fIJLÌ$=CF)MAGHD6GJ=CF (ii) ¿M =IHE+@6~6?AI,D LUD º

1 1 Q 5 462 4 $?$4DG¬?&9<C

=CGHE$FD f : R → R?)FAE 3=CF)Ì~DGH=CFMAE Ì~IÃL|6E C1 FA=CFWIJGJF) LGH@6E¿ w0 ∈ L∞(R) _D LFD IJLÌ$=CF)MAGHD6GJ=CF-GHFAGHD6GÃLIHEMA? <A@|=CBAIJÍ~ÐE º º

,­=C?)@ γ ≥ 1 ¿ ÖFMA!AFAGHDfI E$F)6E$VBAIJE+|?AGHÅULFD e

X = w ∈ R/|w| ≤ γ||w0||L∞(R)E~Df=CF<a=C6E A = max

w∈X|f ′(w)| º

Ô¬E®6Ì Ê)$ÐL)À Î <a=C?A@­IJE <A@6=BAIJÍ~ÐE FA=CFIHGJFA$LGJ@|EÊA=C=CKCÍ~FAE º _¿m $Ì~@6GHDyMAE®IJLÐLFAGHÍ$@6E6?AG,ÅULFDE e

wni+ 1

2

=1

2

(wn

i+1 + wni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

(f(wn

i+1) − f(wni )),

wn+1i = wn

i − r(f(wn

i+ 1

2

) − f(wni− 1

2

)).

º?>

OR

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D D

Ô¬E6Ì ÊA~´L-MAEÅC=CIH?AÐE~%&FAGH 0 º?> E$DªÌ$=CFA|E$@ÅL1DG <&LU@ÑÌ$=FA|D6@6?AÌ_DGJ=FE~D+IJL3=CFAÌ_DGJ=F;MA??&?Ç Fz?A$@|GJz?AE+E$DÑM)=CFAFA~E<AL@

g(wni , w

ni+1) = f(wn

i+ 1

2

) = f(ϕ(wn

i , wni+1)),

L ÅCE$Ì eϕ(wn

i , wni+1) =

1

2

(wn

i+1 + wni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

(f(wn

i+1) − f(wni )).

,­=C?)@ wni+1 = wn

i¿d=CFpL ϕ(wn

i , wni ) = wn

i;³GHI E$F)6?AG,Dz?AE g (wn

i , wni ) = f(wn

i ) ¿³E~D<&LU@6?AG,DEªIJE+|Ì ÊA$ÐLÓE$|DfÌ~=CFA6GH|DLFD º

1q q3wt­sopi ,Zqo9so

ÖFFA=UDE a⊥b = min(a, b) E~D a>b = max(a, b)º

hw2au qckmq) AK A b \_#m''&/^\^7Ö5$#&7 f 7 \_ #bd7 /1bd]_ 0/1b&X7]_*,1\ \^7 C1 7_5$#h7 f ′ X7#b \_ bd7V] /1b)\_ b&0$ *J/1\+\^/1#z\+*J7 \ X7_#J ] /1b, c 0/1b)\Ö\_#X 01b& 7 \ N

1)Sn

i+ 1

2

|f ′(ani+ 1

2

)| ≤ αni+ 1

2

≤ γSn

i+ 1

2∣∣∣f ′(ani+ 1

2

)∣∣∣$ ∀(i, n) ∈ Z × N

$

2)r ≤ 1

γA$

7 ];N ani ∈

[wn

i+ 1

2

⊥wni− 1

2

, wni+ 1

2

>wni− 1

2

] 7_*Z5$#&7

f(wn

i+ 1

2

)− f

(wn

i− 1

2

)= f ′ (an

i )(wn

i+ 1

2

− wni− 1

2

)

7_an

i+ 1

2

∈[wn

i+1⊥wni , w

ni+1>wn

i

],

7_*5$#&7f(wn

i+1) − f(wni ) = f ′

(an

i+ 1

2

) (wn

i+1 − wni

),

*J7+\^] 2&% ! ) \$ J\ ~ c *J7('a_ cbd]_ `'&7+# JC 0 v# ±*J/^]6*

mini∈Z

wni ≤ min

i∈Z

wn+1i ≤ max

i∈Z

wn+1i ≤ max

i∈Z

wni .

mtXs'>tf E$DÖÌ~=CFDGJFz?AEVE~DÖM)$@6G,ÅULBAIJEª|?A@

[wn

i− 1

2

⊥wni+ 1

2

, wni− 1

2

>wni+ 1

2

] ;aIHED6ÊA$=C@|Í$EVMAE~ÖLÌ~Ì$@|=CGJ6E~ÐE~FzD6*AFAGJ~¿&FA=C?AMA=CF)FAEªI E_ÇGJDE$F)Ì$EªMAE an

i

º

.C

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DDI D 1D

ËÑEf;~ÐE(|?A@ [wni ⊥wn

i+1, wni >wn

i+1

] ¿IHED6ÊA$=@6Í$EMAE$ LÌ~Ì$@6=GJ6|E$E$FD &FAGHFA=C?A MA=CF)FAEI E_ÇGJDE~FAÌ$EªMAE an

i+ 1

2

º I³ E~FA6?AG,DÑz?AE

wni+ 1

2

=1

2

(wn

i + wni+1

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

f ′(an

i+ 1

2

) (wn

i+1 − wni

). º

ÆF<a=CLUFzD

δni+ 1

2

=αn

i+ 1

2

Sni+ 1

2

f ′(an

i+ 1

2

),

=CF =CB)DGHE$FDwn

i+ 1

2

=1

2

(1 + δn

i+ 1

2

)wn

i +1

2

(1 − δn

i+ 1

2

)wn

i+1.

Ö@fIJLÌ$=CF)MAGHD6GJ=CF (1) MAEªIÃL<)@6=C<a=C6G,DGH=CF 0 º º . ®MA=CF)FAE 1 ≤∣∣∣δn

i+ 1

2

∣∣∣ ≤ γ ¿AGJId E$FA|?AGHDfz?AE

|wni+ 1

2

| ≤ γ‖wn‖L∞(R) ≤ γ‖w0‖L∞(R) ≤ γ‖w0‖L∞(R).

Ë = wni+ 1

2

∈ X ∀(i, n) ∈ Z × NE~DL?A|6G an

i ∈ X E_DM)=CFAÌ f ′(ani ) ≤ A

ºÆFGHF1|E$Ì_D LFDfI $KLUIJGHD6 º ®M&LFAI ~DL<aE+Ì$=C@|@6E$Ì_DE~?A@=CF LU?A@L

wn+1i = H

(wn

i−1, wni , w

ni+1

)= β0w

ni + β1w

ni+1 + β−1w

ni−1,

º = L ÅCE$Ì e

β0 = 1 − r

2|f ′(an

i )|(∣∣∣δn

i+ 1

2

∣∣∣+∣∣∣δn

i− 1

2

∣∣∣),

β1 =r

2|f ′(an

i )| sgn (f ′(ani ))(∣∣∣δn

i+ 1

2

∣∣∣ sgn(f ′(an

i+ 1

2

))− 1)

=r

2|f ′(an

i )|(∣∣∣δn

i+ 1

2

∣∣∣− sgn (f ′)),

β−1 =r

2|f ′(an

i )| sgn (f ′(ani ))(∣∣∣δn

i− 1

2

∣∣∣ sgn(f ′(an

i− 1

2

))

+ 1)

=r

2|f ′(an

i )|(∣∣∣δn

i− 1

2

∣∣∣+ sgn (f ′)).

,­=C?)@=CFD@|E$@+IHEv<A@6GHFAÌ$GH<>EM)?RÐL1ÇGJ?)¿aGJI |? ÓDMAEvD@6=?)ÅCE~@IHE$ªÌ$=FAMAGHD6GJ=CF)Ö6?A@ αni+ 1

2E~D r MAE+D6E$IJIHE+6=C@DE+z?AE β0¿ β1

E~D β−1|=CGJE~FD<>=C|GHD6G3E_D β0 + β−1 + β1 = 1

º Ö@=CF L

β1 ≥ 0 ⇐⇒ |δni+ 1

2

| ≥ sgn (f ′) , º P

β−1 ≥ 0 ⇐⇒∣∣∣δn

i− 1

2

∣∣∣ ≥ − sgn (f ′) , º @

M =³¿6=C?)ÐIJL9Ì~=CFAMAG,DGH=CF ∀(i, n) ∈ Z × N αni+ 1

2

≥Sn

i+ 1

2∣∣∣f ′(an

i+ 1

2

)∣∣∣¿=CFWL|6?A@|E β1 ≥ 0 ¿

β−1 ≥ 0

E~D β0 ≥ 0 ⇐⇒ r

2|f ′(an

i )|(∣∣∣δn

i+ 1

2

∣∣∣+∣∣∣δn

i− 1

2

∣∣∣)≤ 1.

Ö@f|=C?AIJE~(Ì$=CF)MAGHD6GJ=CFA(M)EIJL<A@6=<>=C|GHD6GJ=CF º º . ®=FLr

2|f ′(an

i )|(∣∣∣δn

i+ 1

2

∣∣∣+∣∣∣δn

i− 1

2

∣∣∣)≤ rAγ ≤ 1.

.)

Page 37: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

D D

tXo oRt A AK + /1bd]_ 0/1b #4 #J b&#H ´%_! 5$#&7#;\^] 2&% 7 \_Ö] /1b& cb&#&7 `',"\^] 2X c $ 07_b&bd7 mtXs'>t,­=C?)@D6=C?)D w ∈ X =CF L

∣∣g(wn

i , wni+1

)− f(w)

∣∣ =∣∣f(ϕ(wn

i , wni+1

))− f(w)

∣∣

≤ A∣∣ϕ(wn

i , wni+1

)− w

∣∣

≤ 1

2A

(1 +

αni+ 1

2

Sni+ 1

2

∣∣∣f ′(an

i+ 1

2

)∣∣∣)

maxj=0,1

∣∣wni+j − w

∣∣

≤ C maxj=0,1

∣∣wni+j − w

∣∣ ,

= C =A (γ + 1)

2

D tXopi 1r³sZtËÖLFAfIJE+Ì$L= e f ′

(an

i+ 1

2

)= 0 ¿&I ~D LU<>E+<A@|$MAGHÌ~D6E$?A@(MAE_ÅXGJE$FD

wni+ 1

2

=1

2

(wn

i + wni+1

).

g &k q3t

hw2au qckmq) AK A $ b\_#m''&/^\^75$#&7 f ′ X7®#bv\_ bd7] /1b)\_ b& /1#z\ *J7 \X7_#J] /1b, 0" 0/1b)\+\_#X 01b& 7 \;N

1) αni+ 1

2

= γSn

i+ 1

2∣∣∣f ′(ani+ 1

2

)∣∣∣$ ∀i ∈ Z

$ n ∈ N7 ] γ ∈ [1, γ] $ γ 7 \_(] /1b)\_0b& 7%$

2) rγA ≤ 1 7+\^] 2&% ! ) 7 \_: ´/1bd/1 /1bd7 mtXs'>tFAE Ì~=CFAMAG,DGH=CF |? LFDE <a=C?A@;@|E$|<>E~Ì~DE~@IÃL <)@6E$GJÍ~@6E Ì~=CFAMAG,DGH=CF MAE IJLW<A@|=C<a=C6G,DGJ=F0 º º . ®E~DfMAE)ÇE~@f?)F γ ∈ [1, γ] DE~I¬z?AE

αni+ 1

2

= γSn

i+ 1

2∣∣∣f ′(an

i+ 1

2

)∣∣∣. º R

.

Page 38: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

ËÖLFAfÌ$EªÌ$LI ~D LU<>E+<A@|$MAGHÌ~D6E$?A@MAE_ÅGHE$FD e

wni+ 1

2

=1

2(1 + γ sgn (f ′))wn

i +1

2(1 − γ sgn (f ′))wn

i+1

E~DfI ~DL<aE+Ì$=C@|@6E$Ì_DE~?A@ ~Ì$@|GHD6=?AIJL93=C@6E+Ì$=FA6E~@|ÅULUDG,ÅCEª6?)GHÅULFDE

wn+1i = wn

i − r(f(wn

i+ 1

2

)− f

(wn

i− 1

2

)), 0 º ^

= H(wn

i−1, wni , w

ni+1

), 0 º C

L ÅCE$Ì H E~|DfI =C<a$@6LUDE~?A@(MA!AFAG¬M&LFA º = ºÔ¬EÑ6Ì Ê)$ÐL 0 º ^ E$D(Ð=FA=D=FAE|GdI =C<a$@6LUDE~?A@ H E$|DÌ$@6=GJ66LFD<&LU@®@LU<A<>=@|D+VÌ Ê&LÌ~?AFAEMAEªÌ$E~fÅUL@|GÃLBAIHE wn

i , wni−1

E_D wni+1

º

∂H∂wn

i−1

(wn

i−1, wni , w

ni+1

)=r

2(sgn (f ′) + γ) |f ′(an

i )| ,

∂H∂wn

i+1

(wn

i−1, wni , w

ni+1

)= −r

2(sgn (f ′) − γ) |f ′(an

i )|,

∂H∂wn

i

(wn

i−1, wni , w

ni+1

)= 1 − rγf ′(an

i ).

Ô¬ELUGHD(z?AE γ ≥ 1 E_D rγA ≤ 1 ¿AI =C<a$@L1DE$?)@ H E$DfÌ$@6=GJ66LFD<&L@@LU<A<>=@|D*vÌ Ê&LÌ~?AFAEMAEÌ$E~fÅUL@|GÃLBAIHE$~¿)GJId E$FA|?AGHDfz?AEIJE+6Ì Ê)$ÐL>)À* Î E~|DÐ=FA=D=FAE º

lZn#:7Xopt AK A /1 c w0 ∈ L∞ (R) $³\^/1#z\*J7 \Ñ] /1b, c 0/1b)\-X% b& 07 \-b)\*,('a / '&/^\_ c 0/1b! ) ) *, \^/1*.#X 0/1bWb&# ´%_! 5$#h7LX/1b&bd% 7+')´*J7Ó\^] 2&% ] /1b 7_ X7)7_\Ð* #b& 5$#&7\^/1*.# 0/1bp7_b& / 'a 5$#&7 mtXs'>tÔ¬E |Ì ÊA$ÐL 0 º > dE$Dy?)F|Ì ÊA$ÐLD6@6=CGH¬<>=CGHFD¬Ì$=FA6E~@|ÅULUDG8AÌ~=CFA6GH|DLFD­=CFA=UD=CFAE `ϪÀ R¿6=C?)(IJE$®Ì$=CFAM)GHDGH=CFA MAE+IÃL<A@6=<>=C|GHD6GJ=CF 0 º º _¿XGJIa E$FA|?AGHDz?AE+Ì~EÖ6Ì Ê)$ÐLÓE~|D(Ì~=CFA|GJ|DLFDL ÅCE$̪D=?)DEªÌ$=FAMAGHD6GJ=CF-M E~FzD6@6=C<)GJE º

1 1 S CÖ 9A E7:9<CJADCJ=24 7:9$C AÑ4D5 _T G7)C69<GKAD?$=7CK;9

ÔZLÌ~=CFAMAG,DGH=CF;MAEÓ|DLBAGHIJGHD6 (2) MAEvIÃL <A@|=C<a=C6G,DGJ=F 0 º º . fE_ÇGJKCEvz?AE |f ′(ani )| |=CGHD%&FAG º

FAEªÌ~=CFAMAG,DGJ=F-6? LUFzD6EV<a=C?A@(Ì~E$IÃL¿AE$Dz?AE aniE~D wn

i+ 1

2

@6E~|D6E$FDÑBa=C@|FA$ º

. .

Page 39: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

D D

ËÖLFAfÌ$Eªz?AG¬<A@|$Ì~Í$MAEU¿aÌ~E$IJLLv_Dª=CB)D6E$Fz?³¿&E$F GJ<a=CLFD(z?AE wni+ 1

2

∈ X ¿A= X E~|DMA!&F)GL? M)$BA?)DÑMAEVÌ~E~D|DEV|E$Ì_DGJ=FÅXGÃLÓ?AF;<&LU@LÍ~D6@6E γ ≥ 1

º f=C?AÅC=C?AIH=CFAGJÌ$G¬IHE~ÅE$@ÑI GHFAMA_DE$@ÐGHF&LUD6GJ=CFGHFzD6@6=XMA?AG,DEv<&L@ªÌ~EÐ<&LU@LÍ~D6@6E γ º ,­=C?)@Ì~E$IÃL¿¬=CFp@|E$ÐL@6z?AEÓz? ?AFAE´Ì~=CFAMAG,DGH=CF6? 6LFDEV<a=C?A@(z?AE wn

i+ 1

2

@6E~|D6EBa=C@6F)+E$|Dfz?AE wni+ 1

2

∈[wn

i ⊥wni+1, w

ni >wn

i+1

]. Ö@

wni+ 1

2

=1

2

(1 + δn

i+ 1

2

)wn

i +1

2

(1 − δn

i+ 1

2

)wn

i+1,

?AFAEªÌ$=FAMAGHD6GJ=CF-|? LFD6EVE$DfMA=CFAÌ 1 + δni+ 1

2

≥ 0 E_D 1 − δni+ 1

2

≥ 0 ¿AGJI³ E~FA6?)GHDfz?AE

∣∣∣δni+ 1

2

∣∣∣ ≤ 1 ⇐⇒ αni+ 1

2

≤Sn

i+ 1

2∣∣∣f ′(an

i+ 1

2

)∣∣∣.

Á E$IJLL ÅCE~ÌÑIJLªÌ~=CFAMAG,DGH=CF (1) MAEIJLª<)@6=C<a=C6G,DGH=CF 0 º º . yMA?´<)@6GJF)Ì$GJ<aE(MA?дL1ÇGH?A GHÐ<a=C|Ez?AE αn

i+ 1

2

=Sn

i+ 1

2∣∣∣f ′(an

i+ 1

2

)∣∣∣º¬» GHF&LIHE$E$FD+=CF9MA~MA?AGHDIHEv6Ì ÊA~´L )À* Î 3Ì E$|DIJEv|Ì ÊA$ÐL

)À* Î E~F LGJ6LFD®GHFzD6E$@ÅCE$F)GJ@IHEÑ6GHKCFAEMAE f ′ M&LFAI _D L<aEÑ<)@6$M)GJÌ~D6E$?A@ z?AGd ~Ì$@|GHD|=C?A(IJL3=C@6E

wni+ 1

2

=1

2

(wn

i + wni+1

)− 1

2∣∣∣f ′(an

i+ 1

2

)∣∣∣

(f(wn

i+1) − f(wni ))

wn+1i = wn

i − r(f(wn

i+ 1

2

)− f

(wn

i− 1

2

)),

6=CG,D

wni+ 1

2

=1

2

(wn

i + wni+1

)− 1

2sgn

(f ′(an

i+ 1

2

)) (wn

i+1 − wni

)

wn+1i = wn

i − r(f(wn

i+ 1

2

)− f

(wn

i− 1

2

)).

D tXopi 1r³sZtG =CF 6?)<A<>=6E-z?AE f ′ KL@|MAE´?)F 6GJKFAE´Ì~=CFA|DLFDE_Dvz?AE I =CFR$Ì$@|GHDIJEÐ6Ì ÊA~´L À Î 6=C?)IJL93=C@6E

wn+1i = H

(wn

i−1, wni , w

ni+1

),

I E$@|@6E$?)@fM)EªD6@6=CF)Ì LUD6?A@6E+E~|DMA=CFAFA~Eª<&L@ #=CGH@(ÀfL^ÅXGJL@|D(E_DÑϪ=XMAIJE 6ÉzGRQR `ϪÀ R

ET (w)(x, t) = −τ ∂∂x

[B (w, r)

∂w

∂x

]+ (τ 2)

L ÅCE$Ì B (w, r) =1

2r2

j=1∑

j=−1

j2 ∂H∂wn

i+j

(w,w, w)− 1

2f ′(w)

2 ºÁ =CÐE

∂H

∂wni+1

(w,w, w) =r

2(1 − sgn (f ′)) (f ′ (w))

E~D∂H

∂wni−1

(w,w, w) =r

2(1 + sgn (f ′)) (f ′ (w)) ,

. >

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DDI D 1D

LIJ=@6

B (w, r) =1

2r2r |f ′(w)| − 1

2f ′(w)2

=|f ′(w)|

2r(1 − r |f ′(w)|) .

Ô¬EÖ6Ì ÊA~´LE~|D(M)=CFAÌÖz?&L|GdM =C@|MA@6E 2 6G>IÃLÌ~=CFAMAG,DGH=CF´MAE|DLBAGJIHGHD6E~|D(MAEÑI =C@6MA@|EM)E 1º G

IÃLvÌ$=FAMAGHD6GJ=CF-M)ED LB)GJIJG,DE$|DfGHF3$@|GJE$?)@6E 1 IJE+6Ì Ê)$ÐLE~|DfM =C@6MA@|E 1º

1 1 GK5@; 7) 7@5 4 ; EHG9? ;DCK5

r³sZi)kmq t9ht#UuÔ ~X?ALUDGH=CFÐM)EÑÄ)@6KCE~@6 @6E$<)@6$|E$FDE?AFAEfIJ=CG)MAEÌ~=CFA|E$@|ÅULUD6GJ=CFFA=CFIJGHFA LUGJ@6E®Ì$=CB)GJFA~EL ÅE$Ì?AFAE+<&LU@|DGHEÖFA=CF-Ê)=CÐ=KCÍ$FAEÑMAG >?A6G,ÅCEU¿)=MA~IJGHLFDM)EÖ´LUFAGJÍ~@6EÖ|GJ<AIJG8&$Ef?AF-$Ì~=C?AIHE$E$FDE~Dfz?AG¬ $Ì~@6G,D e

∂w

∂t+

∂x(w2

2) = ν

∂2w

∂x2,

= w E$D?AFAEÖÅUL@|GÃLBAIHEÑÌ~=CFA6E~@|ÅULUD6GHÅCEU¿ ν E$Df?AFÌ$=XE Ì$GHE$FDMAEÖÅXGJ|Ì$=C|GHD º ÖFÌ$=CF)6GJM)Í$@6E+IHEÌ L= ν DE$F)M ÅE$@6 0º ËÖLFAfÌ$EªÌ LUfI ~z?&LUDGH=CF-MAE_ÅGHE$FD e

∂w

∂t+∂(w2

2)

∂x= 0,

E~Df=CF<A@|E$FAMÌ$=CÐEÑÌ$=CFAM)GHDGH=CF-GJF)GHDGJLIJE

w0(x) =

0 |G 0 ≤ x < 0.2,

1 |G 0.2 ≤ x < 0.4,

1 − 5(x− 0.4) |G 0.4 ≤ x < 0.6,

0 6GHFA=CF .Á% E~|D?AF <)@6=CBAIHÍ$EMAE ÀfGHE$ÐLFAFDE~|D6R<&LU@ » º ËÑE#?)ÈX|D Ë #+ > 0¿(MA=FzD IJL |=CIJ?DGJ=FÌ$=CFD6GJE$FD+?)FAE=CFAM)EMAE@6L@6 LÌ~D6GJ=CF;z?AG­6E93=@6E ´<&LU@|DGH@ÑMAEVIÃLÐ<)@6E$GJÍ~@6EMAGJ|Ì$=CFDGHFz?AGHD6E~D´X?)GÑÌ$=Ð<A@|E$|6E;IJL ~=CFAE;E~FzD6@6E x = 0.4 E_D x = 0.6 ¿ E_D ?AF)E =CFAM)E;MAE Ì Ê)=ÌX?)GÑ6E<A@6=<&LKCE*+<&L@DGJ@yMAE x = 0.6 L ÅCE~Ì?)FAEfÅXG,DE$|6E$KCLIJE2 σ =

1

2

º ÖFÐÌ~=CÐ<AL@6E(IHE$@6~6?AI,D LUD6Fz?AÐ~@6GHX?)E$MA=CFAF)$<&L@IHE(6Ì ÊA~´L")À* Î E_D IHE6Ì Ê)$ÐL Î ÈB)@6GJM)EÔLmÇpE~FAMA@|= − ÔZL1Ç7» @6GJE~MA@6GHÌ ÊAÌ$=CFA½~?v<&L@ »®º ËÑE+#?)ÈX|D Ë #Ö > )E_D IJLf|=CIJ?)D6GJ=CFDÊA~=C@6GHz?AEL?XÇV<;$E$GJF)|D LUFzD6t = 0.1s E_D t = 0.6s

º ÔZL Á» ÔpÅUL?)D 1 <a=C?A@fIJE6Ì ÊA~´LEÀ Î E_Dª º <a=C?A@ÑIHE|Ì ÊA$ÐLÊÈB)@6GJM)E;E~D´=CF=CFD@6EIJE~?A@´Ì~=C?A@6BaE M E~@6@6E~?A@EpI GHFA|DLFDÐD+ º =U º ,?)GJ6z?AE IJE |Ì ÊA$ÐL

.

Page 41: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

D D

)À* Î ´M)E~ÅXGJE~FzDIHEÑ|Ì ÊA$ÐLvMAE+ÔZL1Ç7 RE$FAM)@6= <>=C?)@IJE<&L@LUÐÍ_D@6EMAE+Ì$=FzD6@VSCIHE αni+ 1

2

= 1E~DfIJEª|Ì ÊA$ÐLÐÊÈXBA@6GHMAEª$KLUIJE$E$FD<a=C?A@IJEª<&LU@LÍ~D6@6E θn

i+ 1

2

= 0 ¿&FA=C?)LUIJIJ=FAL Ì ÊAE$@fIJE~Ì$=C?)@6BaE$fMAEª@6$<AL@|D6GHDGH=CF MAE αn

i+ 1

2

E~D θni+ 1

2

ºËÑEª<AIJ?)IJE~<&L@6LÐÍ_D@|E$ αn

i+ 1

2

E~D θni+ 1

2

Ì$=FzD6@VSCIHE$FD(IJLMAG >?A6GH=CF Fz?A$@|GJz?AE¿)=CF-@6E~´L@|z?AEz?AEVÌ~E$IJIHEªÌ$GE$|D$IHE~Å$EV<a=C?A@fIJEª|Ì ÊA$ÐLE)À* Î ÐI E~FAMA@|=CGHDM ?AFAE=CFAMAEMAE@L@|!LÌ_DGJ=FE~DÑL?A|6GGJ<>=C@D LFD6EÖ<>=?A@IHEª6Ì ÊA~´LÊzÈXBA@|GJMAE"ÓI GJ6|?AEMA? <A@|=C<&LKCLUDGH=CF-M ?AFAEV=FAMAEMAEÌ ÊA=XÌ ºÔ¬E?A?ÇFz?A$@6GHz?AEªMA?|Ì ÊA$ÐLÓÊzÈXBA@|GJMAEª ~Ì$@6G,DfMAEªIÃL9L½~=CF|?AGHÅULFD6E

φni+ 1

2

(θn

i+ 1

2

;W ni ,W

ni+1, r

)= θn

i+ 1

2

φMLFi+ 1

2

(W n

i ,Wni+1, r

)+(1 − θn

i+ 1

2

)φLW,ε

i+ 1

2

(W n

i ,Wni+1, r

),

= φMLF (U, V, r) E~DªIHE9?&?Ç;Fz?AÐ~@6GHX?)EvMA?96Ì ÊA~´L-MAEÓÔZL1Ç7 » @|GJE$M)@6GJÌ Ê)ÖÐ=XMAG8&VMA=FAFA<&L@φMLF (U, V, r) =

1

2(f(U) + f(V )) − 1

4r(V − U)

E~D φLW,ε (U, V, r) E~DI LU<A<A@6= ÇGJÐLUD6GJ=CFMA? ?&?ÇFz?AÐ~@6GHX?)E6?AG,ÅULFD?AFAEM)$@6G,ÅC~E(MAGJ@|E$Ì~D6GJ=CFFAE$IHIJE+E_D?)F <AL@LÍ~D6@6E ε MA? 6Ì ÊA~´LÓMAEÔZL1Ç7 RE$FAMA@|= 9MA=CF)FAª<&L@

φLW,ε (U, V, r) =1

2(f(U) + f(V )) − r

2

f [ϕ (U, V ) + ε (f(V ) − f(U))] − f (ϕ (U, V ))

ε,

= ϕ (U, V ) E$|Dª?)F;~DLUD+=mÈE$F6LUDGH LGHLFDIÃLÐ@|E$IJLUDGH=CF MAEVÌ$=CFA|GJD LFAÌ~E ϕ (U, U) = U ¿E$D®Ì ÊA=GJ6G&D6E$Ihz?AEIJLÐLUD6@6GJÌ~E A (U, V ) = A (ϕ (U, V )) ¿E~D IJE'?&?ÇFz?A$@|GJz?AEfMA?´|Ì ÊA$ÐLMAEÔZL1Ç7 RE$FAMA@|= 9E$DfMA=CFAFAª<&LU@

φLW (U, V, r) =1

2(f(U) + f(V )) − r

2A (U, V ) (f(V ) − f(U)) .

θni+ 1

2

E$DÌ ÊA=GJ6GaMAEfDE$IHIJE6=@|DEz?AEÖIJEDE~@6EM)EÑIÃLMAGJ|6GH<&LUDGH=CF ηni+ 1

2

|=CGHD GJF53$@6GHE$?A@=C?´$KLI 0 E_D

ηni+ 1

2

= S(Un+1i ) − S(Un

i ) + rDUS

ni− 1

2

(Un

i − φni− 1

2

)+DUS

ni+ 1

2

(φn

i+ 1

2

− Uni

),

= S(U) =1

2‖U‖2 E~|DfIÃLvFA=@6E+MAEªI $FAE~@6KCGHE¿AE_D DUS

ni+ 1

2

= DUS

(Un

i + Uni+1

2

) º

.Q=

Page 42: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1AnalytiqueSRNHSHybride

! #"$%&'( *),+.- '0/214365 "

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 11

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

78!9 ;:=<?>4 '(@'( *)AA>4 B& CED ' FHGI*) ' J%

αn

i+ 1

2

- 'I/213%5"

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

K6LM N:O<P>4 B '$(6'$( )QA> R&S BCED ' $

θni+ 1

2

- '0/213%5 "

LUT

Page 43: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

D D

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1AnalytiqueSRNHSHybride

º?> ! #"%$ &

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 11

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

78'9 ;:=<?>4 '(@'( *)AA>4 B& CED ' FHGI*) ' J%

αn

i+ 1

2

- 'I/213 ("

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

K*)M N:O<P>4 B '$(6'$( )QA> R&S BCED ' $

θni+ 1

2

- '0/213 ( "

−11 −10 −9 −8 −7 −6 −5 −4−10

−9

−8

−7

−6

−5

−4

Log(dx)

Lo

g(L

1−

err

eu

r)

Representation des courbes d’erreur de SRNHS et Hybride

hybrideSRNHS

º P +,-.0/ -1243516798:9;9<=8> ?2435-67@3BAC D E #"$ & -FG,1 ' 0.734

.Q@

Page 44: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

+* © ¤ ÂZ- £_¤ -¤ ³² ³©Zµ ¤-¢ ¢¯µ-¤

11 Q 5 $?$4DG¬?&9<C

ÖFÌ~=CFA6GHMAÍ$@|EªIJE+|ÈXDÍ$EÊzÈX<aE$@|B>=CIHGJz?AE+IHGJFA$LGJ@|EÑÊA=C=CKCÍ~FAEÓ^Ë 6?AG,ÅULFD e

∂W

∂t+ A∂W

∂x= 0, (x, t) ∈ D × R

∗+, D ⊂ R

W (x, 0) = W0(x), x ∈ D0 º m

L ÅCE$Ì W : D × R+ → Ω ?)F ÅCE$Ì_DE~?A@ m Ì$=C<a=CLFD6E$MAE´X?ALFDGHD6$Ì~=CFA|E$@|Å$E~$¿=ÅUL@6GJLBAIJE~vM ~D L1D ¿ Ω _D LFDÐ?AF=C?)ÅCE~@|DÐB>=@6FAMAE

Rm ¿ A E$D´?AF)EÐLUD@|GJÌ~E Ì L@|@6~EM&LUFA

Mm(R)º

,­=C?)@VÌ$E´<A@6=CB)IJÍ$EIJE6Ì ÊA~´L À Î <A@|$6E~FD-<&L@ »®º Ä®E$F)ÉXÊALIJMA=?AF M&LF) Ä®E$F&C®E_DM&LFAIHE+<A@6E~ÐGHE$@(Ì Ê&L<)GHD@|E+MAEªÌ$E_D6DEªDÊ)Í$6E $Ì~@6G,DMAEªIÃLv´LUFAGJÍ~@6EÖ|?AGHÅULFDE e

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

A(W n

i+1 −W ni

)

W n+1i = W n

i − rA(W n

i+ 1

2

−W ni− 1

2

)

=Sn

i+ 1

2

= maxp=1,...,m

(|λp|) = ρ (A) ,

L ÅCE$Ì ρ(A) IJE@L ÈC=F;6<aE$Ì_D@LUI­MAE A ¿ [λp]p=1,...,m|=CFDÖIJE~fÅULIHE$?A@|<)@6=C<A@|E$ÖM)EVIÃLÓÐLUD@|GJÌ$E

A E_D αni+ 1

2

E$Df?AF<AL@LÍ~D6@6E+MAEªÌ~=CFD@VSIJE ºÔ¬Ev|ÈX|D6Í$E º ^ E$DÊzÈX<aE$@|B>=CIHGJz?AEU¿³GJI­ E$FA|?AGHDªz?AEÓIÃL ÐLUD6@6GJÌ~E A E$DM)GÃLKC=F&LIJGHLB)IJEM&LFA(?)FAE+B&L|E+MAE$(ÅCE~Ì~D6E$?A@|f<)@6=C<A@|E$ º +F-F)=DE λ1 ≤ λ2 ≤ ... ≤ λm

6E~ÅULIHE$?A@|<A@|=C<A@6E~L6|=Ì~GJ~E$ L?ÇÓÅCE~Ì~D6E$?A@|®<A@|=C<A@6E~ r1, ..., rm ¿zE~D =CFFA=D6E B = r1, ..., rm IÃL+B&L|EMAE R

m

3=C@6$Eª<&LU@fIHE$(ÅCE~Ì~D6E$?A@|Ñ<A@|=C<A@6E~M)E A º X=CGHD R = [r1, ..., rm] IÃLvÐLUD@|GJÌ$E+M)E<AL66LKCEMAEIÃL-B&L|EÐÌ$LFA=CF)GJz?AEÓMAER

m IÃL BAL6E B ¿¬GJI E~FA6?AG,DVz?AEIÃL-ÐLUD@|GJÌ~E A = RΛR−1 ¿¬=Λ E~|DÖIJLÐÐLUD@|GJÌ~EMAE~ÅULIHE$?A@|Ñ<A@|=C<A@6E~ÖE~D R−1 E~|D+IJLÐÐLUD@|GJÌ$EªGHFzÅE$@|6EMAEVIÃLÓ´LUD6@6GHÌ$EMAE<&L|LKCE ºÔ _D L<aEª<A@6~MAGJÌ_DE$?)@f ~Ì$@|GHD

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

A(W n

i+1 −W ni

).

ÖF<a=C6E V = R−1W ¿&I _D L<aEÖ<A@|$MAGHÌ~D6E$?A@MAE_ÅGHE$FD

V ni+ 1

2

=1

2

(V n

i+1 + V ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

Λ(V n

i+1 − V ni

)

.QR

Page 45: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

E~DfI ~DL<aE+Ì$=C@|@6E$Ì_DE~?A@M)E~ÅXGJE~FzD

V n+1i = V n

i − rΛ(V n

i+ 1

2

− V ni− 1

2

).

Ô ~Ì$@6G,D?A@|EªE$|DfMA=FA̪$z?AGHÅULIHE$FDEL?|Ì ÊA$ÐLM)EªÅ=CIJ?)ÐE~2AFAGJ*)À* Î |?AGHÅULFD e

V ni+ 1

2

=1

2

(V n

i+1 + V ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

Λ(V n

i+1 − V ni

),

V n+1i = V n

i − rΛ(V n

i+ 1

2

− V ni− 1

2

),

L<A<AIHGJz?AªL?ÈDÍ~ÐE e

∂V

∂t+ Λ

∂V

∂x= 0, (x, t) ∈ D × R

∗+, D ⊂ R,

V (x, 0) = V0(x), x ∈ D.Á Ev|ÈX|D6Í$EÓE$|Dª~z?AGHÅULIHE$FD m $z?&LUD6GJ=CFAÑGJFAMA~<>E~FAM&LFD6E$ m ÅUL@|GÃLB)IJE$~¿>Ì E~|D MAGJ@|Ez?AEIHE+<A@6=BAIJÍ~ÐEÖ|E@6LÍ$FAE e ∀p ∈ 1, ..., m e

∂vp

∂t+ λp

∂vp

∂x= 0, (x, t) ∈ D × R

∗+, D ⊂ R,

vp(x, 0) = (vp)0(x), x ∈ D,E~DfIJE+|Ì ÊA$ÐL)À Î $Ì$@|GHDf<a=C?A@(Ì$E~<A@6=CB)IJÍ$E$ 1D |Ì LIJLGJ@|E¿ ∀p

(vp)n

i+ 1

2

=1

2

((vp)

n

i+1 + (vp)n

i

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

λp

((vp)

n

i+1 − (vp)n

i

),

(vp)n+1i

= (vp)n

i− rλp

((vp)

n

i+ 1

2

− (vp)n

i− 1

2

).

hw2au qckmq) AK )% /1#z\+*J7 \ X7_#J ] /1b, c 0/1b)\Ö\_#X 01b& 7 \ N

1) αni+ 1

2

≥ ρ(A)

|λp|∀(i, n) ∈ Z × N

$ ∀p ∈ 1, ..., m 7_*Z5$#&7 λp 6= 0 $

2) r ≤ ρ(A)−1 7+\^] 2&% Ó\$ J\ ~ c*J7('a! cbd]_ `'&7;#A JC 0 v# ±*J/^]6*

mini∈Z

(vp)n

i≤ min

i∈Z

(vp)n+1i

≤ maxi∈Z

(vp)n+1i

≤ maxi∈Z

(vp)n

i.

mtXs'>tÖF L ∀p

(vp)n+1i

= (vp)n

i− r

2λp

[((vp)

n

i+1 + (vp)n

i

)−αn

i+ 1

2

Sni+ 1

2

λp

((vp)

n

i+1 − (vp)n

i

)]

+r

2λp

[(vp)

n

i+ (vp)

n

i−1 −αn

i− 1

2

Sni− 1

2

λp

((vp)

n

i− (vp)

n

i−1

)].

>

Page 46: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

ÆF L<)<AIJGHX?ALFDIJE+<;$E+@LGH6=CFAF)E$E$FDz?AEªM&LFAIJE+Ì$L6Ì$LIÃLGH@6EU¿A=CF$Ì~@6GHD

(vp)n+1i

= βni−1(vp)

n

i−1 + βni (vp)

n

i+ βn

i+1(vp)n

i+1,

L ÅCE$Ìβn

i−1 =r

2λp

(1 +

αni− 1

2

Sni− 1

2

λp

),

βni = 1 − r

2

(αn

i− 1

2

Sni− 1

2

+αn

i+ 1

2

Sni+ 1

2

)λp

2,

βni+1 =

r

2λp

(αn

i+ 1

2

Sni+ 1

2

λp − 1

).

ÖF<a=C6E [δni+ 1

2

]p

=αn

i+ 1

2

Sni+ 1

2

λp

º

1) ÆFRL<A<AIHGJz?&LFDªIJEv<;$EÓL@|KC?AE$FDªz?AEÓM&LFAªIJEvÌ$Lª6Ì$LIÃLGH@6EU¿d=CFRL?A@6L βni+1 ≥ 0 E~D

βni−1 ≥ 0 |=C?AIÃLvÌ~=CFAMAG,DGJ=F-6? LUFzD6E αn

i+ 1

2

≥Sn

i+ 1

2

|λp|¿ ∀(i, n) ∈ Z × N

¿ ∀p ∈ 1, ..., m º

2) Ë LU<A@6Í~ 1) ¿>=CF MA$MA?)GHDÖz?AE 1αn

i+12

Sn

i+12

+αn

i− 12

Sn

i− 12

≤ |λp|2

∀p ∈ 1, . . . , m ;dE_DÖIÃLÌ$=CF)MAGHD6GJ=CF

βni ≥ 0 E$DLUD6GJ LGHD6EÑ6G rλp

2 ≤ 2(αn

i+12

Sn

i+12

+αn

i− 12

Sn

i− 12

) ∀(i, n) ∈ Z ×N¿ ∀p ∈ 1, ..., m ¿)Ì~E

z?AG¬E$DÅE$@6G8&ª6=C?)fIJLvÌ$=CFAM)GHDGH=CF-6? Ð6LFDE rρ(A) ≤ 1º

11 9A E7:9<CJADC = 24 7:9$C 5@2;D5 2 9<EHC E 7@9?$=?$C¬ +C

ËÑE ÐLFAGHÍ$@6E´LF&LIH=CKC?AE I _D?AMAE<LGHD6E´M&LUFAIJEÌ LU6Ì$LIÃLGH@6EU¿­=CFp6E <A@|=C<a=C6E M)E´Ba=C@6FAE~@I ~DLUD GJFDE~@6$MAGJLGJ@|E (vp)

ni+ 1

2

∀p ∈ 1, . . . , m º ,­=C?)@®Ì$E~IÃLÌ ÊALz?AEÖGJF)|D LUFzD =CFÐGJ<>=6E6?A@ vn

i+ 1

2

IÃLvÌ$=CF)MAGHD6GJ=CF-|? LFDE6?)GHÅULFDE e

(vp)n

i+ 1

2

∈[(vp)

n

i+1⊥(vp)n

i, (vp)

n

i+1>(vp)n

i

]∀ (i, n) ∈ Z × N

E~D ∀p ∈ 1, ..., m.0 º /.

Ö@(vp)

n

i+ 1

2

=1

2

(1 + [δn

i+ 1

2

]p

)(vp)

n

i+

1

2

(1 − [δn

i+ 1

2

]p

)(vp)

n

i+1,

<>=?A@(z?AEIJLÌ$=CF)MAGHD6GJ=CF º . ®6=CG,D@6E~Ð<AIHGJEU¿)GJI>6? ÓDM L^Å=CGJ@

1 +[δni+ 1

2

]p≥ 0 E~D 1 −

[δni+ 1

2

]p≥ 0,

>

Page 47: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

GJI³ E~FA6?)GHDfz?AE∣∣∣[δn

i+ 1

2

]p

∣∣∣ ≤ 1 ∀p ∈ 1, . . . , m, ∀(i, n) ∈ Z × N.

» GJFALIJE~ÐE~FzD6=C?AIJLÓÌ~=CFAMAG,DGH=CF 0 º /. !¿)=CFD@|=C?)ÅE

∀p ∈ 1, . . . , m∣∣∣[δn

i+ 1

2

]p

∣∣∣ ≤ 1. º >

Ô¬E$+MAE~?Ç9GJF)$KLIHGHD6$ αni+ 1

2

≥Sn

i+ 1

2

|λp|3Ì$=CFAM)GHDGH=CF;MAEvD LB)GJIJG,DMAEvIÃLÐ<A@6=C<a=C|GHDGH=CF º . º E_D

αni+ 1

2

≤Sn

i+ 1

2

|λp|GJ<AIJGHz?AE$FD ∀(i, n) ∈ Z × N

E_D ∀p ∈ 1, ..., m αni+ 1

2

=Sn

i+ 1

2

|λp|º ÖFÅC=CG,D

MA=CFAÌz?AEIHE<AL@LÍ~D6@6EMAEfÌ$=CFD6@VSCIHE αni+ 1

2

M)$<aE$FAM M)E$ ÅULIHE$?A@| <)@6=C<A@|E$~¿M =ÐIJEÌ ÊA=CG ÇMAEIJE+<A@|E$FAM)@6E6=C?AIJL3=@6EÖM ?AFAE´LUD6@6GHÌ$EÖMAGJLKC=CFALIJE

αni+ 1

2

=

Sn

i+12

|λ1| 0 . . . 0

0Sn

i+12

|λ2| . . .

ºººººº

0

º º º0

0 . . . 0Sn

i+12

|λm|

.

Ö@ V = R−1Wº ÆF@|E$<AIÃL½$LFDM&LFAI _D L<aE+<A@6~MAGJÌ_DE~?A@$¿&=CF=CBDGJE~FD e

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2Sni+ 1

2

Rαni+ 1

2

ΛR−1(W n

i+1 −W ni

)

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2Sni+ 1

2

Rαni+ 1

2

R−1A(W n

i+1 −W ni

).

ÖF<a=C6EQn

i+ 1

2

= Rαni+ 1

2

R−1.» GJFALIJE~ÐE~FzDIJE+6Ì Ê)$ÐL>)À* Î MAE_ÅXGJE$FD

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2Sni+ 1

2

Qni+ 1

2

A(W n

i+1 −W ni

),

W n+1i = W n

i − rA(W n

i+ 1

2

−W ni− 1

2

).

ÆF|GJ<AIJG8hLFD=CF =CB)D6GJE~FzDIHE+6Ì ÊA~´L)À* Î

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2sgn (A)

(W n

i+1 −W ni

),

W n+1i = W n

i − r(F(W n

i+ 1

2

)− F

(W n

i− 1

2

)),

>

Page 48: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

L ÅCE$Ì sgn (A) = R sgn (Λ)R−1 E~D sgn (Λ) = diag

(λk

|λk|

) ºD tXopi 1r³sZt,­=C?)@?AF <A@|=CBAIJÍ~ÐE+IHGJFA$LGJ@|E F (W ) = AW IHEª6Ì ÊA~´L)À* Î 6E@LÍ$F)E"v?AF6Ì ÊA~´LMA$Ì~E$FD@|L=CFD(Ì~=CÐE+IJE+|Ì ÊA$ÐLÓMAEÀf=XE¿# » »Á E_D*# » À=EÖE~FE dE_D e

ΦV FFC(W n

i ,Wni+1

)=

1

2A(W n

i +W ni+1

)− 1

2sgn (A)A

(W n

i+1 −W ni

)

=1

2A(W n

i +W ni+1

)− 1

2|A|(W n

i+1 −W ni

)

= ΦRoe(W n

i ,Wni+1

).

ΦSRNHS(W n

i ,Wni+1

)=

1

2A((W n

i +W ni+1

)− sgn (A)

(W n

i+1 −W ni

))

= ΦV FFC(W n

i ,Wni+1

).

Ë L?)D@|E<&L@D-6GÖ=F<)@6=1|E_D6DE W ni+1 − W n

iMALFA IJL B&L6EM)E$ ÅCE~Ì~D6E$?A@|<A@|=C<A@|E$-MAEIJL

´LUFAGJÍ~@6E+6?)GHÅULFDE W ni+1 −W n

i =

p=m∑

p=1

γprp=CFL?A@L

W ni+ 1

2

= W ni +

1

2

(W n

i+1 −W ni

)− 1

2sgn (A)

(W n

i+1 −W ni

)

= W ni +

1

2

p=m∑

p=1

γp (1 − sgn(λp)) rp

= W ni +

λp<0

γprp

= WV FRoe

(0,W n

i ,Wni+1

),

= WV FRoe

(0,W n

i ,Wni+1

) E~|DZIJL6=CIH?)DGH=CFÖMA?ª<A@|=CBAIJÍ~ÐE­MAE ÀfGHE$ÐLFAF³¿ γp = tlp·(W n

i+1 −W ni

)E~D tlp

<>=?A@ p = 1, . . . , m IHE$ÖÅCE~Ì~D6E$?A@|V<A@|=C<A@6E~9-KLU?AÌ ÊAEMAE A ÅC~@6G8hLFD tlp · rq = δpqM =<a=C?A@(Ì~EªÌ LfIJGHFA LGH@6EΦSRNHS

(W n

i ,Wni+1

)= AW n

i+ 1

2

= AWV FRoe

(0,W n

i ,Wni+1

)= ΦV FRoe

(W n

i ,Wni+1

).

11 Q 5 462 4 $?$4DG¬?&9<C

ÖFÌ~=CFA6GHMAÍ$@|EªIJE+|ÈXDÍ$EÊzÈX<aE$@|B>=CIHGJz?AE+FA=FIHGJFA$LGJ@|EÑÊA=C=CKCÍ~FAEv^Ëj6?AG,ÅULFD e

∂W

∂t+∂F (W )

∂x= 0, (x, t) ∈ D × R

∗+, D ⊂ R

W (x, 0) = W0(x), x ∈ D0 º m

> .

Page 49: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

L ÅCE$Ì W : D × R+ → Ω ?)F ÅCE$Ì_DE~?A@ m Ì$=C<a=CLFD6E$MAE´X?ALFDGHD6$Ì~=CFA|E$@|Å$E~$¿=ÅUL@6GJLBAIJE~®M ~DLUD ¿XÌ$=ÐEÑIJLV´LU66EU¿)IJLz?&LFDG,DÖM)EÖÐ=?)ÅCE~ÐE~FzDE~D(I ~FAE$@|KCGJEM&LFAIHEÑÌ$LMAE$­<A@6=BAIJÍ~ÐE~­MAE IÃLÐ~Ì LF)GJz?AE MAE$?&?AGJM)E$$¿1E~DyIÃLÊ&L?)D6E$?A@E~DyIÃLz?&LFDG,D MAE®=C?)ÅE$E$FDM&LFAIJEÌ$LMA?<)@6=CBAIHÍ$EMAE)LGHFzD (#E~F&LFD º Ω ~D LUFzD­?AF=C?)ÅE$@|D­Ba=C@6FAMAE

Rmº ÔZL 3=CFAÌ_DGH=CF

F MA &FAGHEÖMAE Ω M&LF)R

m @6E$<)@6$|E$FDEIÃL3=CFAÌ~D6GJ=CF?&?Ç-z?AE+I =F 6?A<)<>=C|EªL6|E +@|$KC?AIHGJÍ~@6E ºÔ¬E|Ì ÊA$ÐL)À Î <>=C?)@(Ì$Eª<A@6=BAIJÍ~ÐE+ ~Ì$@6G,Df6=C?AIJL93=C@6E+6?AG,ÅULFDE e

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

(F(W n

i+1

)− F (W n

i )),

W n+1i = W n

i − r(F(W n

i+ 1

2

)− F

(W n

i− 1

2

)),

L ÅCE$ÌSn

i+ 1

2

= maxp=1,...,m

(max

(∣∣∣λni ,p

∣∣∣ ,∣∣∣λn

i+1,p

∣∣∣))

= [λp]p=1,...,m6=CFD+IHE$ÑÅULIHE$?A@|Ñ<A@|=C<A@6E~+MAEIJL´´L1D@6GHÌ$E6LÌ$=BAGJE~FAFAEMAE F ¿ λn

i ,p@|E$6<aE$Ì

DG,ÅCE$E$FD λni+1,p

ÓÌ$LIJÌ~?AIJ~E$RI _D LUD W ni3@6E~6<aE$Ì~D6GHÅE$E$FDE I ~D L1D W n

i+1vE~D αn

i+ 1

2

?AF<&L@6LÐÍ_D@|EM)EÌ~=CFD@VSIJE º ÖF 6?A<)<>=C|EVz? GJI¬E!Ç)GH|D6E?AF ~DLUDGJFDE~@6$MAGJLGJ@|E V (W n

i ,Wni+1

)DE~I¬X?)E

F(W n

i+1

)− F (W n

i ) = A(V(W n

i ,Wni+1

)) (W n

i+1 −W ni

).

ÔZLÓÐLUD6@6GJÌ~E+MAEÀf=XE Àf=XE+@) Zz?&LFAM E$IHIJEÖE!Ç)GH|D6EªÅ$@|G&EE_Ç)LÌ_DE$E$FDfÌ$E_D6D6EÌ~=CFAMAG,DGJ=F ºËÖLFAfÌ$EªÌ$LI ~D LU<>E+<A@|$MAGHÌ~D6E$?A@MAE_ÅGHE$FD e

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

A(V(W n

i ,Wni+1

)) (W n

i+1 −W ni

).

Á =CÐE IHE |ÈXDÍ$E 0 º m aE$|DZÊÈX<aE$@6Ba=CIHGJz?AE¿$GJI E~FA6?)GHDZz?AEIÃLÐLUD@|GJÌ~E A (V (W ni ,W

ni+1

))E$DvMAGÃLUKC=CF&LIHGJ6LBAIJE º ÖF FA=D6E λ1 ≤ λ2 ≤ ... ≤ λm

IJE~VÅULIJE~?A@6<A@6=C<)@6E$L6|=Ì~GJ$E~vL?ÇÅCE~Ì~DE~?A@6 <A@6=<A@6E~ r1, ..., rm ¿CE_D =FÐFA=UDE B = r1, ..., rm IÃLÖBAL6EMAE~ ÅE$Ì~D6E$?A@|®<A@|=C<A@|E$MAE

Rm º =CG,D R = [r1, ..., rm] IÃL´LUD6@6GHÌ$EMAE-<&L|LKCE´MAE IÃLB&L6E´Ì LFA=FAGJz?AE M)E R

m IÃL B&L6E B 3=C@6$E<&L@IJE~ÅCE~Ì~D6E$?A@|<)@6=C<A@|E$M)E A

(V(W n

i ,Wni+1

)) ¿­GHI E~FA6?AG,Dvz?AE IJL´L1D@6GHÌ$E A

(V(W n

i ,Wni+1

))= Ri+ 1

2

Λi+ 1

2

R−1i+ 1

2

¿ = Λi+ 1

2

E$D-IÃL ´LUD6@6GHÌ$E MAE$ ÅULIHE$?A@|<A@6=<A@6E~+E~D R−1

i+ 1

2

E~|DªIJL´´L1D@6GHÌ$EGJFÅCE~@6|EM)EIÃL´ÐLUD6@6GJÌ~EVMAEV<&L66LKCE º G =CF Ì$=CFA|GJMAÍ~@6EvIHEÌ$=C<a=C@|D6E$E$FDMA?´|ÈX|D6Í$E+IJ=XÌ LIHE$E$FD®E~FD@6EÑIJE$ ´LUGJIJIHE$ xi

E_D xi+1¿XI ~DL<>E<A@6~MAGJÌ_DE~?A@

MA? |ÈX|D6Í$E º ^ ®MA=CFAF)E e

R−1i+ 1

2

W ni+ 1

2

=1

2R−1

i+ 1

2

(W n

i+1 +W ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

Λi+ 1

2

R−1i+ 1

2

(W n

i+1 −W ni

).

ÖF<a=C6E V ni+ 1

2

= R−1i+ 1

2

W ni+ 1

2

, V ni = R−1

i+ 1

2

W niE_D V n

i+1 = R−1i+ 1

2

W ni+1

=CF L?)@L

V ni+ 1

2

=1

2

(V n

i+1 + V ni

)−

αni+ 1

2

2Sni+ 1

2

Λi+ 1

2

(V n

i+1 − V ni

).

>Q>

Page 50: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

ÆFD6E$F&LUFzDÌ$=C<)DEÑMAE+I LF&LI,ÈX6EÑM)? |Ì ÊA$ÐL )À* Î M&LUFAIJEÑÌ LIHGJFA$LGJ@|EfÅE$Ì_D=C@|GJE$I¿)M&LUFAIJE+Ì$L= λp 6= 0 ∀p ∈ 1, . . . , m =CF<aE$?)Df~Ì$@6GH@6E+MAEªÐLFAGHÍ$@6EªLUF&LIJ=KC?AE e

Q(V(W n

i ,Wni+1

))= Ri+ 1

2

αni+ 1

2

R−1i+ 1

2

,

L ÅCE$Ì

αni+ 1

2

=

Sn

i+12

|λ1| 0 . . . 0

0Sn

i+12

|λ2| . . .

ºººººº

0

º º º0

0 . . . 0Sn

i+12

|λm|

.

ËÖLFAfÌ$EªÌ$LIJE+6Ì Ê)$ÐL>)À* Î MAE_ÅXGJE$FD

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2Sni+ 1

2

Q(V(W n

i ,Wni+1

)) (F(W n

i+1

)− F (W n

i )),

W n+1i = W n

i − r(F(W n

i+ 1

2

)− F

(W n

i− 1

2

)).

ÆF|GJ<AIJG8hLFD=CFL?A@6L

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2sgn

(A(V(W n

i ,Wni+1

))) (W n

i+1 −W ni

),

W n+1i = W n

i − r(F(W n

i+ 1

2

)− F

(W n

i− 1

2

)).

» GJFALIJE~ÐE~FzDIJE+6Ì Ê)$ÐL>)À* Î E~|Df?AFAE+ÅUL@|GÃLFDE+M)?|Ì ÊA$ÐL>À Î z?AG¬ ~Ì$@|GHD e

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2

∣∣∣A(V(W n

i ,Wni+1

))−1∣∣∣(F (W n

i+1) − F (W ni )),

W n+1i = W n

i − r(F(W n

i+ 1

2

)− F

(W n

i− 1

2

)),

L ÅCE$Ì∣∣∣A(V(W n

i ,Wni+1

))−1∣∣∣ = Ri+ 1

2

∣∣∣Λ−1i+ 1

2

∣∣∣ R−1i+ 1

2

E~D ∣∣∣Λ−1i+ 1

2

∣∣∣ = diag

(1

|λp|

).

D tXopi 1r³sZt %ËÖLFAÐIJEBA?)DMAEz?&LIJG8&E$@vÌ~E|Ì ÊA$ÐLpFA=?A´LUIJIJ=FAvIJEÌ$=Ð<&LU@6E$@L ÅCE~Ì MAE~Ð|Ì ÊA$ÐLÐMAEÅC=CIH?AE$AFAGJE Ì LUÌ$E$-<a=C?A@IÃL96GH?AIJLUDGH=CF FX?)Ð~@6GJz?AEMAE$´|ÈX|D6Í$E$ ÊÈX<>E~@6Ba=CIJGHz?AE$~¿ L ÅC=CGH@-IJE;|Ì ÊA$ÐL ?&?ÇÌ$L@LÌ_D~@6GJDGHX?)E # » »Á ÏÒªÔ Á RQ=)¿(Ä =C? RQ@0¿M)=CFDIJED?&?ÇFz?AÐ~@6GHX?)E ~Ì$@|GHDf6=C?)fIJL93=C@6E+ÐLUD@|GJÌ$GHE$IHIJEf6?AG,ÅLUFzD6E e

gV FFC(V,W ) =1

2(F (V ) + F (W )) − 1

2sgn(A(U)) (F (W ) − F (V ))

>

Page 51: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

B&L||?A@IHE$Ì$=?A@6BaE$fÌ L@6LÌ~D6$@|GJ|D6GJz?AE~ Xk(t)z?AGZ6=CFDMAE$f6=IJ?)D6GJ=CFA(M)E$Ñ~z?&LUDGH=CFAMAG8B

3$@|E$FDGHE$IJIHE$(|?AGHÅULFDE~ edXk

dt= λk(V (Xk, t)).

Ô¬E|Ì ÊA$ÐL # » »Á L9?AFAE KC@LF)MAE@|E$|6E$VBAIÃLF)Ì$EL^ÅE$ÌIJE6Ì ÊA~´L MAE Àf=XEM&LFAIJEÌ$LMAE$|ÈX|D6Í$E$ÊÈX<aE$@6Ba=CIHGJz?AE$ÊA=C=CKCÍ~FAE$~¿ZMA=CFDVIHE?&?ÇRFz?AÐ~@6GHX?)EÐ<aE$?)D $Ì~@6GH@6EMAE´IJL´LUFAGJÍ~@6E+6?)GHÅULFDE e

gRoe(V,W ) =1

2(F (V ) + F (W )) − 1

2sgn

(ARoe

)(F (W ) − F (V ))

E$F Ì Ê&LFAKE LFDIÃL=mÈE$FAF)EMAEÀ=E+<AL@(?AFAEÐ=^ÈE$FAFAEL@|GHD6ÊAÐ_DGHX?)E U =1

2(V +W )

º

ÖF FA=D6E~KLIHE$E$FDIJEª6Ì Ê)$ÐL# » À=XE ¹ » ÏERQR¿>Ï Î ) 0¿hMA=FzDIJE?&?XÇ FX?)Ð~@6GJz?AEE$DMA=CFAF)<AL@

gV FRoe (V,W ) = F (WV FRoe (0;V,W )) ,= WV FRoe (0;V,W ) MA~6GHKCFAE+IÃL6=CIH?)DGH=CF MA?-<)@6=CBAIHÍ$EÑMAEÖÀfGHE$ÐLFAF´IHGJFA$L@6GH66?AG,ÅLUFzD e

∂W

∂t+ A(U)

∂W

∂x= 0,

W (x, 0) =

V, x < 0,

W, x > 0,

E$F 6?A<)<>=C6LFDÑz?AEªIJLÓ|=CIJ?DGJ=F-MA?<)@6=CBAIHÍ$EÖFA=CF IJGHFA LUGJ@6EE$DÌ~=CFAFz?AE"I GHFA|DLFD tn ºÔ¬E|Ì ÊA$ÐL´Lv_Dª$Ì~@6GHDf<a=C?A@(IHE$<A@6=BAIJÍ~ÐE~(ÊzÈX<aE$@|B>=CIHGJz?AE~fÌ~=CFA|E$@|ÅULUD6G3~¿&E~Df<&L@IÃLv|?AGHD6ELv~D<A@|=CIJ=CF)KC+L?Ç-<A@6=CB)IJÍ$E$(F)=CFÌ~=CFA|E$@|ÅULUD6G3 Ä(Ï Î C ºÔ¬E+6Ì ÊA~´L)À* Î @|E~D@|=C?)ÅE+IJE+6Ì Ê)$ÐL# » À=EÖ<a=C?A@®IJE$(ÈX|DÍ~ÐE~ÊzÈX<aE$@|B>=CIHGJz?AE~(FA=CFÊA=C=CKCÍ~FAE$E$F E! >E~DfI _D L<aE+<A@6~MAGJÌ_DE~?A@ $Ì$@|GHD

W ni+ 1

2

= W ni +

1

2

m∑

p=1

γp

(1 − sgn(λp)

)rp

= W ni +

λp<0

γprp

= WV FRoe

(0;W n

i ,Wni+1

),

M&LFA¬IHEÌ L¬=+I ~D L1D¬Ð=^ÈE$F V (W ni ,W

ni+1

)=

1

2

(W n

i +W ni+1

), E~D γp = t lp·

(W n

i+1 −W ni

) ¿<a=C?A@(<AIH?AMAEªMA~DLGJIH®ÅC=GJ@(<&L@6LKC@6L<AÊAE 0 º . º > º,­=C?)@?)FAE-IJ=CG MAE-Ì$=FA6E~@|ÅULUDGH=CF 6Ì$LIÃLGH@6EÐ6?A@Ó?AF ÐLGJIHIÃLKCEÓ@|$KC?AIHGJE~@$¿IJE-6Ì Ê)$ÐL À Î Ì$=CE IHE$6Ì ÊA~´LU<# » »Á E~D<# » À=XE |=CFD´D6@6Í$<A@|=Ì ÊAE~ º ÆFE! >E~D$¿ |G=CF Ì~=CFA6GHMAÍ$@|EI $z?&LUD6GJ=CFMAEªÌ~=CFA6E~@|ÅULUD6GJ=CF6Ì$LIÃLUGJ@6E e

∂v

∂t+∂f(v)

∂x= 0

> =

Page 52: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

= v ∈ RE~D f ?AFAE3=CFAÌ~D6GJ=CF@6~KC?AIHGJÍ$@|E M)E R

M&LFAR¿1IJE~­E!Ç<A@6E~66GH=CFAMAE~ ?&?XÇFz?A$@|GJz?AE$

6=CFDfMA=CF)FA$E~<&LU@ e

gSRNHS(v, w) =

f(v) 6G f ′(u) > 0

f(w) 6G f ′(u) < 0

f(u) |G f ′(u) = 0

gRoe(v, w) =

f(v) |G f ′(u) > 0

f(w) |G f ′(u) < 0

1

2(f(v) + f(w)) |G f ′(u) = 0

gV FFC(v, w) =

f(v) |G f ′(u) > 0

f(w) 6G f ′(u) < 0

12(f(v) + f(w)) |G f ′(u) = 0

=

f ′(u) =

f(w) − f(v)

w − v|G w 6= v

f ′(v) 6G w = v

E~D u =1

2(v + w).

D tXopi 1r³sZt AgSRNHS(v, w) = gV FRoe(v, w) M&LFAÑIJEVÌ$LÖ=C?I _D LUDÑÐ=^ÈE$F u MA?|Ì ÊA$ÐL )À* Î E~|D<A@6GH­~KLI u º Ô¬E |Ì ÊA$ÐL)À* Î VL=CFD@| ?)FAE®@|=CBA?)D6E$6|EE~D­?AFAE®KC@LF)MAE E Ì LÌ~GHD <>=?A@IÃL6GH?AIÃL1DGJ=F;Fz?AÐ~@6GHX?)EÐMAEÌ$E~@|DLGJFAª<A@|=CBAIHÍ$E$ªÊÈ<aE$@|B>=IJGJz?AE~Ê)=CÐ=KCÍ$FAE~ º­¹ LGHªMAE´LUFAGJÍ~@6ELFALIJ=CK?AEL?Ç+6Ì ÊA~´LZMAE À=EU¿ # »y»­Á E~D# » Àf=XE z?AG|E BAL6E~FzD­E$|6E~FzD6GJE~IJIJE~ÐE~FD6?A@-I LU<A<A@6= ÇGJÐLUD6GJ=CF MA?<A@|=CBAIJÍ~ÐEMAEÀGJE~´LF)F IJ=XÌ LUI<&LU@ ?AF<A@|=CBAIJÍ~ÐEIJGHFA LGH@6EU¿ Ì~E6Ì ÊA~´L<>E~?)DVM)=CFAFAE~@MAE~V|=CIJ?)D6GJ=CF)+FA=CFp<)ÊzÈX|GJz?AE$VE~DÐE~FAE$@" I LU<A<&L@|GHDGH=CFMAEÌ ÊA=XÌ$|DLUDGH=CFAF&LGH@6E~$¿LIJ=C@|z?AE+IÃL6=CIH?)DGH=CF <AÊÈX6GHX?)Ez?AGaÅC~@6GAE+I GJFA~KLIJG,DM E$FD@|=C<AGHE+E$|D?)FAE=CFAMAE´MAE MA_DE$FD6E¿ Ì~E$IÃLFA=C?A=BAIJGHKCE< LGJ@|E´?AF)E Ì$=C@|@6E~Ì~DGH=CF E~FzD6@6=C<)GJz?AE-L?pFAGHÅE L? MAE~<>=GJFD(|=CFAGJz?AE~ º

11 2IA6? =d 7@?$24 CK4 7:92 D? ;DC

ËÖLFAªI _D L<aE<A@|$MAGHÌ~DE~?A@ªMA?96Ì ÊA~´L )À* Î >¿³=CF L-E$|L ÈCMAED@|=C?)ÅE$@ª?AFAEÓBa=CFAFAEÓL<<A@6= ÇGJÐLUD6GJ=CF MAE IJL 6=CIH?)DGH=CFRL<A<A@|=Ì ÊA~E-MA? <A@|=CBAIJÍ~ÐEMAE-ÀGJE~´LUFAFpIHGJFA$L@6GH6<&L@VI E!Ç7<A@6E~6|GJ=CF e

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i+1 +W ni

)− 1

2sgn

(A(V(W n

i ,Wni+1

))) (W n

i+1 −W ni

).

> P

Page 53: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

ÖF<)@6=1|E_D6DE W ni+1 − W n

iM&LFAvIJL B&L|E M)E$ÅCE~Ì~D6E$?A@|Ð<A@|=C<A@|E$ B = r1, ..., rm MAE-IJL LÌ$=BAGJE~FAFAE A Ì$LIJÌ~?AIJ~EªLvI ~D L1DÐ=^ÈCE~F³¿&=CFL?A@6L e

W ni+1 −W n

i =

m∑

p=1

γprp.

Ö@A(V(W n

i ,Wni+1

))= R sgn

(Λ(V(W n

i ,Wni+1

)))R−1,

L ÅCE$Ì sgn(Λ(V(W n

i ,Wni+1

))) E$|DfMA=FAFA$Eª<&LU@

sgn(Λ(V(W n

i ,Wni+1

)))=

λ1

|λ1|0 . . . 0

0 λ2

|λ2| . . .

ºººººº

0

º º º0

0 . . . 0 λm

|λm|

,

M&LFAIHE+Ì L= λk = 0 ¿A=CF<a=C6E sgn(λk) = 0 ¿AGJI³ E~FA6?)GHDfz?AE

sgn(A(V(W n

i ,Wni+1

))) (W n

i+1 −W ni

)= R sgn

(Λ(V(W n

i ,Wni+1

)))R−1

m∑

p=1

γprp

= R sgn(Λ(V(W n

i ,Wni+1

))) m∑

p=1

γpR−1rp.

Ö@ tlqrp = δpq=? lq E~|DIJE+ GHÍ$EÑÅCE~Ì~D6E$?A@Ì$=CIH=CFAFAE+MAEªIJL´LUD6@6GHÌ$E R−1 ¿&M =

sgn(A(V(W n

i ,Wni+1

))) (W n

i+1 −W ni

)=

m∑

p=1

γp sgn(λp)rp,

MAEª<AIJ?)f=FL e1

2

(W n

i+1 +W ni

)= W n

i +1

2

(W n

i+1 −W ni

)

= W ni +

1

2

m∑

p=1

γprp.

Ë L?)D@|Eª<&L@|D1

2

(W n

i+1 +W ni

)= W n

i+1 −1

2

(W n

i+1 −W ni

)

= W ni+1 −

1

2

m∑

p=1

γprp.

> @

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DDI D 1D

Ë =

W ni+ 1

2

= W ni +

1

2

m∑

p=1

γp

(1 − sgn(λp)

)rp

= W ni+1 −

1

2

m∑

p=1

γp

(1 + sgn

(λp

))rp.

ÖF|?A<A<a=C6Ez? GHI³E_ÇGH|DE j ∈ 1, . . . , m DE~I¬z?AE

λjl < 0 < λjr

= λjlE$DÑIJL GJÍ~ÐEÅLUIJE$?)@(<A@6=C<)@6EMAEªIÃL6LÌ$=BAGJE~FAFAEªÌ LIHÌ$?AIH$EªLÓI ~DLUD W n

iE~D λjr

E$DÑIJL GHÍ$EÖÅLUIJE$?)@f<)@6=C<A@|EM)EIJLÖ6LÌ~=CBAGHE$FAFAEÌ LUIJÌ$?)IJ$ELÓI ~DLUD W n

i+1¿aMALFAfÌ$EVÌ$Lf GJFA|<AGJ@6LFD

MAE Î L@|D6E$F³¿ Î ÈXÐLF´E_DÔZL1Ç ÎÑÎ Ô4P =aE~D Î L@|D6E$FÐE~D Î ÈX´LF ÎÎ @ .>=F´@6E~Ð<)IÃLÌ~E λjl<&LU@

λjlE_D λjr

<AL@ λjrL ÅCE$Ì

λjl = λjl

λjr − λj

λjr − λjl

E~D

λjr = λjr

λj − λjl

λjr − λjl

.

ÆFA6?AG,DEª=CF I GJF1|E~Ì~D6EÖM&LFAfI E_Ç<A@|E$|6GJ=FMAE W ni+ 1

2

MAEªIÃL9L½~=CF6?AG,ÅLUFzD6E e

W ni+ 1

2

= W ni +

1

2

m∑

p=1,p6=j

γp

(1 − sgn(λp)

)rp +

1

2γj

(1 − sgn(λjl)

)rj

0 º =

E~D

W ni+ 1

2

= W ni+1 −

1

2

m∑

p=1,p6=j

γp

(1 + sgn(λp)

)rp −

1

2γj

(1 + sgn(λjr)

)rj.

0 º P

ÖF LM)MAGHD6GJ=CFAF)E 0 º = ®E_D 0 º P =F L?)@L

W ni+ 1

2

=1

2

(W n

i +W ni+1

)− 1

2

m∑

p=1,p6=j

γp sgn(λp)rp −1

4γj

(sgn(λjl) + sgn(λjr)

)rj.

=C?)LUIJIJ=FA®DE~|D6E$@fIJE+6Ì Ê)$ÐL>)À* Î >¿AD=?)DM LB>=@6M6?A@MAE~<)@6=CBAIHÍ$E$(ÊA=Ð=CKÍ$FAE~ º

> R

Page 55: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

11 GK5@; 7) 7@5 4 ; EHG9? ;DCK5

65­x)7Xoptt B i&q k -t i kÔ¬E$9$z?&LUD6GJ=CF);MAEC)LGHFzD (#E~F&LFD=CFA=XMAGJE$FA|GJ=CF)FAE$IHIJE$=M)$IJGHLFD I $Ì$=?AIJE~ÐE~FzD;MAEI E L?M&LUFA?AFÌ$LF&LI¬ ~Ì$@|GHÅCE~FD e

∂h

∂t+

∂x(hu) = 0, x ∈ [−10, 10]

∂t(hu) +

∂x

(hu2 + g

h2

2

)= 0

= h E$DfIÃLvÊ&L?)D6E$?A@MAEªI E$L?³¿ u E$|DfIJLVÅG,DE~66EM $Ì~=C?AIJE~ÐE~FDMAEªI E L?E~D g = 9.81ms−2

I LÌ$Ì~$IH$@L1DGJ=F-MAEªIÃL<aE$LUFzD6E$?A@ ºÔZLÓÐLUD6@6GJÌ~E LÌ$=BAGJE~FAFAE+E$DÑM)=CFAFA~E<AL@

A(W ) =

0 1

c2 − u2 2u

= c =√ghº

Ô¬EM)E$?ÇÅULIHE$?A@|f<)@6=C<A@|E$fMAE A |=CFD u− c E~D u+ c ¿&IÃLvÐLUD@|GJÌ$E+M)E<AL66LKCEE$|DMA=CF)FA$E<&L@

R(W ) =

1 1

u− c u+ c

E~DfI GJFÅE$@6|EªMAEªIJE+ÐLUD@|GJÌ$EÑMAEª<&L66LKCEE$D e

R−1(W ) =1

2c

u+ c −1

−u+ c 1

.

ÔZLÐLUD@|GJÌ$E|GJKCFAEMA &FAGHEÑM&LF) IHE|Ì ÊA$ÐL )À* Î >¿XE$|D®E$FÐ<A@6GHFAÌ$GH<>EMA &FAGJEf<&L@ IJE~ _D LUD6Ð=^ÈE$FAMAEÓÀ=E Àf=XE+@ z?AG6=FzDMA=FAFA$E~<AL@ h =

hl + hr

2E_D u =

ul

√hl + ur

√hr√

hlhr

ºÁ E$<aE$FAMALFD´M&LUFAvIJE~DE$DÓFz?A$@6GHz?AE$v=CFL;|GJ<AIJE~ÐE~FzD<A@6GHIJE~v~D L1Dv=mÈE$FA h =hl + hr

2E_D u =

ul + ur

2¿d= hl

E~D ul6=FzDª@|E$|<>E~Ì~DG,ÅCE~ÐE~FzDªIJL´Ê&L?DE$?)@+E~D+IJLÐÅXGHDE~6|EvMAE

I E L?Ð6G x < 0 ¿ hrE~D ur

|=CFD@|E$6<aE$Ì_DG,ÅCE$E$FD®IÃLªÊ&L?)D6E$?A@ E~D IÃL+ÅG,DE~66EMAEÑI E$L?6G x > 0º

,­=C?)@fÅULIHGJMAE~@(IJEª6Ì ÊA~´L>)À* Î E~DIÃLÓÐ=XMAG8&Ì LUD6GJ=CF´E$FD@|=C<AGJz?AEFA=C?A2LGH6=CFAMAE~fD6E$DFz?AÐ~@6GHX?)E$V|?A@VM)E$VÌ$LV=pGJIHªE_ÇGJDE$FDvM)E$V<a=CGHFzD6|=CFAGHX?)E$VE_DVF)=C?AVGHFD@6=XMA?AGH6=CF)IJLÌ$=C@|@6E~Ì~DGH=CFE$FD@|=C<AGJz?AE Ì$E FAGHÅE L? º ,=C?A@ Ì$E$IJL=F:<A@|E$FAM Ì$=CÐEÌ~=CFAMAG,DGH=CFGJFAG,DGÃLUIJEhl = 20m ¿ hr = 1m ¿ ul = 0 E_D ur = 0 t = 0.3s L ÅCE~Ì ?AFR´LGHIJIJLKCEMAE 100 <a=CGJFD6 &K?A@6E~ º @)¿ º R E~D®?AF´Ì$L D6E$D(L ÅCE~Ì%3=CFAMÐ6E$Ì &K?A@6E~ º ^)¿ º C

Page 56: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

º ÆFA6?)GHDE®FA=C?ALIHIJ=CF)y@6E~<A@6E~FAMA@|E(X?)E$IJz?AE~E_ÇE$<AIJE~ DE~|D~<&L@$& º Ä ? ³LU@6M³¿& º ÏLUIJIJ=?AE~DE~D )º ¹ ºÎ $@LU@6M Ä(Ï Î RQ@XM&LFA ?AF6Ì ÊA~´Lf6GJ<AIHE<>=C?)@­IHE$$z?&LUD6GJ=CFAMAE+)LGHFzD (#E~F&LFD<>=?A@ÅC=CGH@I E Ì LÌ~GHD6+MA?|Ì ÊA$ÐLÓ<>=C?)@(IÃL@6~6=CIH?)DGH=CFMAEªÌ$E~f<)@6=CBAIHÍ$E$ º #^'a#X7 X7f" !|@X7 \_# /1b, ´/1#X c*c*J%Öe GJIz LKCG,DyM ?AFv<)@6=CBAIHÍ$E M)EÀGJE$ÐLFMAE®Ì~=CFAMAG,DGJ=FGJFAG,DGJLIJE~ e

(h,Q)(x < 0, t = 0) = (1, 0), (h,Q)(x > 0, t = 0) = (0.3, 0)

FAEÓ! =CFAMAEªMAEªMA_DE~FzD6E|?ABA|=CFAGJz?AEE~D?)F;- Ì ÊA=XÌ|E3=C@6E$FD º #^'a#X7 X7V" _|@X7Ö\_#XE /1b,Ó\^7 ]ve Ô¬E~fÌ~=CFAMAG,DGH=CFAGHFAGHD6GÃLIHE$®|=CFDf´LGHFDE$FALFD e

(h,Q)(x < 0, t = 0) = (1, 0), (h,Q) (x > 0, t = 0) = (0, 0)

FAEÓ! =CFAMAEÑMAEªMA~D6E$FDEª6?)BA6=CF)GJz?AEªE~D?AF- Ì ÊA=XÌ+M LUÐ<AIHGHD6?AMAED6@6Í~2LUGJBAIHE$®|E3=C@6E$FD ºÖF Ì$=FA|DLUDEBAGJE~F z?AEVIHE$f@6~6?AI,D LUD6ÑFz?A$@6GHz?AE$f6?A@<AIJ?)6GJE~?A@6fÌ LUDE~|DÑ=CB)DE~Fz?AÑ<&LU@IHE6Ì ÊA~´L)À* Î 3=C?6# » À=E Ì$=CGHFAÌ$GHMAE$FDL ÅCE~ÌÌ~E$?Ç MA?|Ì ÊA$ÐLÐMAEÀ=E ºÖFRÌ~=CFA|DLUDEÐL?A|6Gz?AEÓIJEÓÌ LUIJÌ$?)I MAEIÃL LÌ~=CBAGJE~FAFAEE$F ?)DGHIJGHLFD+IJL=^ÈCE~FAFAEÐL@6G,DÊA DGHX?)ELU? IHGJE~?-MAEªIÃLvÐ=^ÈE$FAFAEªMAEÀ=E+FAEªÌ Ê&LUFAKCEª<&LIJE~(@6~6?AI,D LUD6fFz?A$@|GJz?AE~ º

Page 57: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20sans correctionavec correction

A B ' ?A9 P BG /213 'I/213 5P1*1 > ( ) ' "

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10

12

14sans correctionavec correction

(6' "$"$ B G /2143 '0/213 U5 11 > ( ) ' "

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5sans correctionavec correction

K M ' P P G /213 'I/213 5P1*1 > ( ) ' "

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10

12sans correctionavec correction

8 <P (@' N P B G /213 '0/2143 5 11 > ( ) ' "

'

Page 58: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

65­x)7Xopt sx3tLÔ¬E$$z?&LUD6GJ=CF)-MAEIÃL M)ÈXF&LUÐGHX?)EMAE$-KL<>=C?)@-?AF ?&?AGJM)E<&L@ LUGHD ~Ì$@|GHÅCE~FDE~F:?)FAEMAGJE$F)6GJ=F-M E~6<&LUÌ$EV|=C?AIÃL93=@6E

∂W

∂t+∂F (W )

∂x= 0, x ∈ [0, 10],

W (x, 0) = W0(x).

,­=C?)@23E~@6E$@(IHE+|ÈX|D6Í$E¿h=CFLm|=C?)D6E+I $z?&LUD6GJ=CFM ~DLUDfMAE$KL+<AL@ LG,D

p = (γ − 1)

[E − 1

2ρu2

].

Ô¬E$(ÅUL@6GJLBAIJE~(Ì$=CF)6E$@ÅULUDG,ÅCE$fE~DIJL 3=CFAÌ~D6GJ=CF-M)?6?&?XÇ <AÊÈ|GJz?AE6=CFDfMA=CF)FA$f<&L@ e

W =

ρ

ρu

E

, E~D F (W ) =

ρu

ρu2 + p

(E + p) u

= ρ @|E$<A@|$|E$FDEÖIJLMAE~FA6G,DMA? KLU¿ u E$|D®IÃLªÅG,DE~66EU¿ p E$|D®IÃL<A@6E~66GH=CF E_D E E$DI $F)E$@6KGJED=DLIJE º γ E$|D®IJEf@L<)<>=C@D®M)E$Ì Ê&LUIJE$?)@6®|<>~Ì$G8&z?AE$ º I>E~|D®6?A<A<a=C|ÖÌ$=CF)|D LUFzDE~D~KLI 1.4Ì$LM ?)FKL<AL@ LG,D(MAGJLUD=CGJz?AE ºÖF M)!&FAG,D$KLIHE$E$FD+I E~FzD6Ê&LIH<AGJEVD6=D LUIJE H <&L@ H =

1

ρ(E + p) E_DIÃL Ì$~IJ~@6GHD6vMA?96=CF

c =

√γp

ρ

ºÔZL LUÌ$=CBAGHE$FAF)EM)E F E$|DMA=CF)FA$Eª<&L@

∇F (W ) =

0 1 0

(γ − 1)H − u2 − c2 (3 − γ)u γ − 1

(γ − 2)uH − uc2 H − (γ − 1)u2 γu

.

ÔZLÓÐLUD6@6GJÌ~E ∇F (W ) E~|DMAGÃLUKC=CF&LIHGJ6LBAIJEU¿z6E$ÅULIJE~?A@6(<)@6=C<A@|E$ λj6=CFDfMA=CFAF)$E$f<&L@ e

λ1 = u− c, λ2 = u, λ3 = u+ c

E~Df6E~fÅE$Ì_DE$?)@6Ñ<)@6=C<A@|E$fL|6=XÌ$GJ~6=CFDfMA=CFAF)$f<&L@

R1(W ) =

1

u− c

H − uc

, R2(W ) =

1

u

12u2

E_D R3(W ) =

1

u+ c

H + uc

.

.

Page 59: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

: D D

¾Ñ<A@|Í$+L Å=CGJ@E! >E$Ì~D6?AIJLÌ~=C@6@|E$Ì~D6GJ=CF E$FD@|=C<AGJz?AEGJFD@|=M)?AGHD6EM&LUFAÑIHE<&LU@LKC@6L<AÊAE0 º . º > _¿Ì$E|Ì ÊA$ÐL <>E~@6E~D-IJLp6GH?AIÃL1DGJ=F Fz?A$@6GHz?AE;MAEz?AE~IJz?AE$Ì$L-Ì$@|GHDGHz?AE$ E~F<A@6E~F&LFDt = 0.005 E_DIJLvÌ$=CFAM)GHDGH=CF-MAEª|DLBAGHIJGHD6Ñ~KLIJE 0.9 eÆF 3=CFAÌ_DGJ=F MAE~ÑÌ$=FAMAGHD6GJ=CF)GHFAGHD6GÃLIHE$IHE<A@|=CBAIHÍ$EM Æ?AIJE~@ÑLUMAÐE_DD6@6=CGHÌ ÊALÐ<)ÑÌ LU@LÌ D~@6GJDGHX?)E$$¿ IJE<A@6E~ÐGHE$@´E_D-IJE D@|=CGJ|GJÍ$E Ì Ê&L<A Ì LU@LÌ_D$@|GJDGJz?AE~ 6=FzD´Å@6LGJE$FD´FA=CFIJGHFA LGH@6E~ ∇λj ·Rj 6= 0 ¿A<a=C?A@ j = 1, 3 E_D<>E~?)ÅCE~FzD;~D6@6E+|=CGHD(M)E$=CFAMAE~MAEª@L@|!LÌ_DGJ=F³¿6=CG,DVM)E$V=FAMAE$MAEÌ ÊA=ÌU¿­<AL@Ì~=CFD@|E´IJEÓMAE~?ÇGJÍ~ÐEÌ Ê&L<pÌ$L@LÌ_D~@6GJDGHX?)EÐE~|DIHGJFA$LGJ@|E ÐE~FDvMA$K$FA~@6 ∇λ2.R2 = 0 E_DÌ~=C@6@|E$6<a=CFAM ?)FAE MAGH6Ì$=FzD6GJFz?AG,D´M)E Ì$=CFDLÌ~Dvz?AG®6E<A@6=<&LKCEL ÅCE~ÌIJLVÅG,DE~66E u º=D6=CFAz?AE9<>=?A@Ì$E9<A@6=BAIJÍ~ÐE;IHE$@6~6?AI,D LUD6-Fz?AÐ~@6GHX?)E$ MA?6Ì ÊA~´L )À Î E~D IHE6Ì ÊA~´LÓMAE# » Àf=XE+6=CFDfIJE~;~ÐE~ º

Ci&uvk^tXu~k^n b,X7Ö\_#^'&7_ \^/1b& 5$#&7#" |% ~X]_ 0/1bÔ¬E+<A@6E~ÐGHE$@Ì Ê&LUÐ<Ì LU@LÌ_D$@|GJDGJz?AE+E~|D?AF)E=FAMAE+MAEª@LU@6!LUÌ~DGH=CF z?AG¬Ì~=CFDGJE~FD?AF<>=CGHFD6=CF)GJz?AE¿dÌ$E<A@|=CBAIHÍ$EVE$DÖD@6LGHD6 I LGHMAEMAEIÃLÐÌ$=C@|@6E$Ì_DGH=CF;E$FD6@6=C<AGHz?AEvGJFD@|=M)?AGHD6EM&LUFAIJE+<&LU@LKC@6L<AÊAE º . º?> º

~D L1DKCL?AÌ ÊAE x ≤ 5 ~DLUDMA@6=GHD x > 5ρl = 1 ρr = 0.01ul = 0 ur = 0pl = 105 pr = 103

º

=D6=CFAz?AE´IJE6Ì ÊA~´L # » »Á <a=C?A@Ì$E´Ì L~¿y E$DL ÅC$@| FA=CF E~FD@6=<AGJz?AEÐ;~ÐE´L<A@6Í~Ì$=C@|@6E~Ì~DGH=CFE$FD@|=C<AGHX?)E E$KC º b,X7;X7v] 2&/^];X/1#)"$*J7Ö\_#)"_\^/1b& 5$#h7ËÖLFAfÌ$EªÌ$LGJIdÈLvMAE~?Ç Ì ÊA=XÌ$z?AE6Eª<A@6=<&LKCE~FzDfMAEªIJLKL?AÌ ÊAEªÅCE~@6fIÃLMA@|=CGHD6E º

~DLUDKL?AÌ Ê)E x ≤ 5 _D LUDfMA@|=CGHD x > 5ρl = 1 ρr = 1ul = 300 ur = −300pl = 105 pr = 105

>

Page 60: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

DDI D 1D

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0 5 10 15 20 25 30 35 403

3.5

4

4.5

5

5.5

6SRNHSanalytique

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0 5 10 15 20 25 30 35 402.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6decentreanalytique

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0 5 10 15 20 25 30 35 402

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6Schema SRNHSSolution analytique

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−1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5 Non homogene homogene

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ni , u

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xi

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33

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13

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2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

VazquezSRNHSAnalytique

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−8 −7 −6 −5 −4 −3 −2 −1−6

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−5

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−3

−2.5

−2

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0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

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1

1.2

1.4

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Page 76: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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0.2

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2 2 5 5, + 5 0

f# ;()- .Ot- D># CB-_;'()'# s;r;;&'B1#1(,B.#1&r;_&;(,

z Qx"!QGf>$##&%('(\C.;57|+>4D*),+-/.104C.(+*DkA)-63t>@$'"a$'3d$'"a( C+-mGo$U7|+*oD)3d(+MO* H (C+3;+*v$'-VCCBD)"73UWD)* *D+UiU7$'*,3u;5WDO;+Mn"_AO(C.(C?D)*/`)MO>@(+"736C

uni

(+3unj∈Ni

-

2 3,45 076/89:

;,/. ., z< z$'-63u0 ∈ L∞(D) ∩ L1(D)

-^MUiU7$.C.$'"WC?gBM^(?Go$'"8U7(+MO3t|;+*+-6*v( GV(C.;57|+>4D ),+-/.10C.$'M CGPD1J$'*+>@(

un+1i = un

i −∑

j∈Ni

αij(uni − un

j )

)(!

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B v v ]

(+3mC+-!GV(C\;$.( ;+-/(+"736Cαij

&)|+*,- lu(+"73GV(C;$'"EA)-63S-/$'"WC

(i) αij ≥ 0U7$'MO* 32$'MO3

j ∈ Ni

!

(ii)∑

j∈Ni

αij ≤ 1!

D)GV$'*vC!U7$'Mn* 3d$'M Cn ∈ N

!t$'" D8GV(tUE*,-6"a;+-HU7( A)M>4D r-6>NMO>

minCi∈T

uni ≤ min

Ci∈Tun+1

i ≤ maxCi∈T

un+1i ≤ max

Ci∈Tun

i .

<#

un+1i = un

i −∑

j∈Ni

αij(uni − un

j )

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(1 −

j∈Ni

αij

)un

i +∑

j∈Ni

αijunj .

PT24# &] ", /8G8] (i)

(ii)

*") p ! hHhq N7#E",!&((,I 7F#|tO()

minCi∈T

uni ≤ min

Ci∈Tun+1

i ≤ maxCi∈T

un+1i ≤ max

Ci∈Tun

i

a⊥b = min (a, b)

a>b = max (a, b)

:/ < z $'-63u0

MO"a( 1J$'"a;+3Q-/$'" e+$'*,"a|( \C+MUiU7$'*,3T;$'>#UWDO;+3m(+3F = (f1, f2) :

R → R2 MO"a(m1J$'"a;+3Q-/$'"wAO(N;+GPD'CC.( C1 3d(+GgBM7(

supu∈X

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2(u)| = M ∈ R,

$X

(C+3uAO|Klm"7-;$'>N>@(C+Mn-63u

X = u ∈ R+/|u| ≤ ‖u0‖L∞(R2).

u"C+MUiU7$.C.(AO(?UEGfM CgBM7(GV( UWD'CAO(3d(+>#U7C∆tn

!#GV( U7|+*+-6>@c+3S*v( |∂Ci|(+3#Go D)-6*v(

Ai

AO(@GPD;(+G6GfMnGV(

Ci

&)|+*,- lu(+"73GPD4*(+GPD)3S-/$'"

∆tn ≤ Ai

|∂Ci|Sni

∀i , n ∈ N

$Sn

i = maxj∈Ni

Snij

(C+3 GPD?&.-632(CC.(AO( tM CBD)"a$'& ! ∀(i, n) ∈ N2 !ZD)GV$'*CtGV(tC.;57|+>4D\AO( YMiCBD)"a$'&

&)|+*,- lu( GV(tUE*,-6"a;+-HU7( A)M >4D r-6>NMO> GV$.;oD)G

minCi∈T

uni ≤ min

Ci∈Tun+1

i ≤ maxCi∈T

un+1i ≤ max

Ci∈Tun

i ∀Ci ∈ T , ∀n ∈ N

)(%

Page 112: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

(+3GPDk;$'"EA)-63S-/$'"_AO(<C+3/DieB-6Gf-63d|L∞

||un||L∞(R2) ≤ ||u0||L∞(R2).

<#

j∈Ni

|eij|g (uni , u

ni , ηij) =

j∈Ni

|eij|F (uni ) · ηij

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j∈Ni

|eij|ηij

= 0,

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un+1i = un

i − ∆tn

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j∈Ni

|eij|(F (un

j ) · ηij − F (uni ) · ηij − Sn

ij

(un

j − uni

)).

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L "$# C1 & [uni ⊥un

j , uni >un

j

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ij

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i ⊥unj , u

ni >un

j

[ ;" g

F (unj ) · ηij − F (un

i ) · ηij = ~V nij · ηij

(un

j − uni

),

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(f ′

1(νnij)

f ′2(ε

nij)

). " 2 ( Ag T" 98:<#< T> #CB ;24:&'( T")#F# (,]&

(6B1#

un+1i = un

i − ∆tn

2Ai

j∈Ni

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ij · ηij − Snij

) (un

j − uni

)

=

(1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(Sn

ij − ~V nij · ηij

))un

i

+∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(Sn

ij − ~V nij · ηij

)un

j .

7

τnij =

∆tn

2Ai

|eij|(Sn

ij − ~V nij · ηij

) τni =

j∈Ni

τnij.

z& F# &g Tg τnij ≥ 0

NI v2 &Ag E" 98:F# ( L∞ 9# J" NI()" v24#0B(,&

τni ≤ 1

)(iq

Page 113: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

#

τni ≤

j∈Ni

|eij|τnij

≤ supj∈Ni

|τnij|∑

j∈Ni

|eij|

≤ ∆tn

Ai

Sni |∂Ci|.

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Sni |∂Ci|

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<#jt(

& ! $ " "

! "#$! % & ')( & * +,.- / 0$#

∂u

∂t+ div (v(x, t)f (u(x, t))) = 0, ∀x ∈ R

2, ∀t ∈ R+,

u(x, 0) = u0(x), ∀x ∈ R2,

1 !"2

- div =

i=2∑

i=1

∂i 3∂i

4$5 6- &! " 4 *$ieme

7 * v(x, t)f(u(x, t))

&#8# :9;$ieme

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x ∈ R

2 v >=0

R2 × R+

- R

2 3 "$

C1 "'

div(v(x, t)) = 0

sup(x,t)∈R2×R+

|v1(x, t)|, |v2(x, t)| = V ∈ R,

f ?= ; $ C1 3

@ R

- R 3

u0

AB ? $! 9 7&? 1 !'C2 D<E F-# 1 HGJIKL ## M / N J+ O( & P Q # 1 !"2 "(R": $ < " 6-!

unij =

1

2

(un

i + unj

)−

αnij

2Snij

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i ))vnij · ηij

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(un

i , unj , S

nij, ηij

)

u0i =

1

Ai

Ci

W (x, y, 0)dxdy,

1 !"2

)(

Page 114: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

-

vnij =

1

|eij|

eij

v(x, tn)dσ = vnji 3

Snij = max

(|f ′(un

i )vnij · ηij|, |f ′(un

j )vnij · ηij|

)3

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g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= f

(un

ij

)vn

ij · ηij

ηij

:$ <# D αn

ij

&#7 # D D 9 +// " +J ?- 1

αnij = αn

ji

:73 9 < 8 3 <

(i) 7

+

unij =

1

2

(un

j + uni

)−

αnji

2Snji

(f(un

i ) − f(unj ))vn

ji · ηji = unji

ηij = −ηji

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= f

(un

ij

)vn

ij · ηij 3#

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= −g

(un

j , uni , S

nij, ηji

)

O( , = + < -!6-

(ii) / 3 /5

GJ un

i = unj 3

g(un

i , uni , S

nij, ηij

)= f (un

i ) vnij · ηij 3

( <= + < D

2 3 4576/89:

:/ < z $'-63vMO"a(m1J$'"a;+3S-/$'"_AO(

R2 × R+

&)(+*vCR

2 !TAO(;+GPD'CC.( C1 !m3d(+GgBM^(

div(v(x, t)) = 0 et sup(x,t)∈R2×R+

|v1(x, t)|, |v2(x, t)| = V ∈ R,

f(C+3!MO"a(1J$'"a;+3S-/$'" AO(

R&)(+*vC

R!mAO(\;+GPD'CC.(

C1 >@$'"a$'32$'"a(!Z&)|+*,- lD)"73 |f ′(u)| ≤ M!D)&)(;

M ∈ R+

-u0

(C+3MO"a(1J$'"a;+3Q-/$'"_e+$'*,"a|(\4C+M.UiU7$'*,3I;$'>#UWDO;+3TAO$'"7"a|(!u$'" C+MUiU7$.C.(\AO(tUEGfMiCgBM^(?GV(tUWD)*D)>@c+3S*v( AO(;$'"73S*'GV(

αnij

&)|+*,- lu( GPD@*v(+GPD)3Q-/$'"

1 ≤αn

ij

Snij

∣∣f ′(anij)v

nij · ηij

∣∣ .

)(

Page 115: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

'( UWD'CuAO(T32(+>#U7C∆tn

!aGV(U7|+*+-6>@c+3S*v( |∂Ci|(+3Go D)-6*v(

Ai

A)M&)$'GfMO>@(uAO(;$'"73S* 'GV(Ci

&)|+*+- lu(+"73GPD@*v(+GPD)3Q-/$'"

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|1

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i

∀(i, n) ∈ N2,

D)&)(;

supj∈Ni

∣∣f ′(θnij)v

nij · ηij

∣∣ = φni ∀ (i, n) ∈ N

2 (+3γn

i = supj∈Ni

γnij ≥ 1

&)|+*,- lD)"73GPD@*v(+GPD)3S-/$'" C+MO-6&'D)"732(

αnij = γn

ij

Snij∣∣f ′

(an

ij

)vn

ij · ηij

∣∣ ,

GV(C.;57|+>4DL &)|+*,- lu( GV(tUE*,-6"a;+-HU7(?A)Mk>4D r-6>NMn> GV$.;oD)G

minCi∈T

uni ≤ min

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i ≤ maxCi∈T

un+1i ≤ max

Ci∈Tun

i

U7$'Mn* 3d$'Mn3Ci ∈ T ! n ∈ N

(+3GPD;$'"EA)-63Q-/$'"_AO(C+3/DieB-6Gf-63d|L∞

||un||L∞(R2) ≤ ||u0||L∞(R2).

< D<<G/IKL "(R" ?$ =

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

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i , unj , S

nij, ηij

),

-

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= f

(un

ij

)vn

ij · ηij

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1

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(un

i + unj

)−

αnij

2Snij

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j ) − f(uni ))vn

ij · ηij.

Bf < "$

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( +J an

ij

& :)( " -!# ]un

i ⊥unj , u

ni >un

j

[ "' (f(un

j ) − f(uni ))vn

ij · ηij = f ′ (anij

)vn

ij · ηij

(un

j − uni

),

O( ,)( D# >" ? -

unij =

1

2

(un

i + unj

)−

αnij

2Snij

f ′ (anij

)vn

ij · ηij

(un

j − uni

)

= uni +

1

2

(1 −

αnij

Snij

f ′ (anij

)vn

ij · ηij

)(un

j − uni

)

= unj − 1

2

(1 +

αnij

Snij

f ′ (anij

)vn

ij · ηij

)(un

j − uni

).

)(

Page 116: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

,

δnij =

αnij

Snij

f ′ (anij

)vn

ij.ηij,

& " ? (RD! >" ? -J

unij = un

i +1

2

(1 − δn

ij

) (un

j − uni

).

> - " # , > f(un

ij) 0- & B

uni 3

+J

θnij ∈

]un

i ⊥unij, u

ni >un

ij

[,

'

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= f

(un

ij

)vn

ij · ηij

=

(f(un

i ) +1

2

(1 − δn

ij

)f ′ (θn

ij

) (un

j − uni

))vn

ij · ηij.

B ,

j∈Ni

|eij|f (uni ) vn

ij · ηij = f (uni )∑

j∈Ni

|eij|vnij · ηij

= f (uni )∑

j∈Ni

eij

v(x, tn) · ηijdσ

= f (uni )

Ci

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= 0,

# / div(v(x, tn)) = 0 3

( D<<G/IKL "(R" ?$ =

un+1i = un

i − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(1 − δn

ij

)f ′ (θn

ij

)vn

ij · ηij

(un

j − uni

)

=

(1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(δnij − 1

)f ′ (θn

ij

)vn

ij · ηij

)un

i

+∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(δnij − 1

)f ′ (θn

ij

)vn

ij · ηijunj .

,

τnij =

∆tn

2Ai

|eij|(δnij − 1

)f ′ (θn

ij

)vn

ij · ηij,

Page 117: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

F ; f

3 (

f ′ (anij

)vn

ij · ηij

f ′ (θn

ij

)vn

ij · ηij

3 O(

τnij =

∆tn

2Ai

|eij|(|δn

ij| − sgn(f ′(u)vn

ij · ηij

)) ∣∣f ′ (θnij

)vn

ij · ηij

∣∣ ,,

un+1i =

(1 −

j∈Ni

τnij

)un

i +∑

j∈Ni

τniju

nj .

( # > 1 ! hHh23 D< GJIKL -#" 1 >/ " B < +J

τnij ≥ 0 et

j∈Ni

τnij ≤ 1.

τnij ≥ 0 ⇐⇒

∣∣δnij

∣∣− sgn(f ′(u)vn

ij · ηij

)≥ 0

-# ∣∣δnij

∣∣ ≥ 1,

∣∣δnij

∣∣ ≥ 1 ⇐⇒ ∀(i, n) ∈ N2, ∀j ∈ Ni, ∃ γn

ij ≥ 1 '

αnij = γn

ij

Snij∣∣f ′

(an

ij

)vn

ij · ηij

∣∣1 ! )(2

j∈Ni

|τnij| ≤ ∆tn|∂Ci|

2Ai

(1 + γni )φn

i ,

- supj∈Ni

|f ′(θnij)v

nij · ηij| = φn

i , ∀ (i, n) ∈ N2

γni = sup

j∈Ni

γnij.

# D un

ij

@! & (Rθn

ij

1 -# 1 !Hh/ 2 < & ?)( D# > D2

3 ( :

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|1

(1 + γni )φn

i

3

j∈Ni

|τnij| ≤ 1 3

( > ? " B < +J

3

? ( " H :$ Ci 3

D<< -# 1 ( " /-!

un+1i = H

(un

i , unj∈Ni

).

B : " ? O( <#$ /$# card(Ni) = 3 3

-

H(uni , uj∈Ni) = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(uni , uj, S

nij, ηij).

h

Page 118: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

( # ?$ 1 1 !Hh.23 = J+ 7" (

H " # :&#8!# :9 D& ?-!## un

i 3 unj 3

- j ∈ Ni

B: ( #/ ? " 1 ! )(2

3)( D# > "(R"

unij =

1

2

(un

j + uni

)−γn

ij

2sgn

(f ′ (an

ij

)vn

ij · ηij

) (un

j − uni

).

/ 3 # 1/+ " 7&# <

γnij

9γ 3

& " D <G/I:KL "(R /-!

unij =

1

2

(un

j + uni

)− γ

2sgn

(f ′(an

ij)vnij · ηij

) (un

j − uni

)

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

g(un

i , unj , S

nij, ηij

).

:/ < z $'-63fMn"a( 1J$"a;+3Q-/$'" AO(w;+GPD'CC.(

C1 (+3?>@$'"a$'32$'"a(! D)GV$'*vCC.$'MiCkGPD;$'"EA)-63Q-/$'"kC+Mn-6&'D)"73d(

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|ψni (γ + 1)

, ∀(i, n) ∈ N2,

D)&)(;ψn

i = supj∈Ni

∣∣f ′ (unij

)vn

ij · ηij

∣∣ ,GV(C.;57|+>4DL (C+3>@$'"a$'32$'"a( -

<+

f

3#

f ′ (anij

)vn

ij ·ηij

f ′ (un

ij

)vn

ij ·ηij

5 3

sgn(f ′(u)vn

ij · ηij

)= sij.

B " ?$ & / ( "? $ < " 6-#

unij =

1

2

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ni + (1 − γsij) u

nj

)

∂H∂uj

(u, uj∈Ni

)= −∆tn

2Ai

|eij| (1 − γsij) sij

∣∣f ′ (unij

)vn

ij · ηij

∣∣

/: ∂H∂uj

(u, uj∈Ni

)≥ 0 3

: O( -sij − γ ≤ 0

+

γ ≥ 1,# ' 8-" 1&

∂H∂un

i

(un

i , uj∈Ni)

= 1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij| (1 + γsij)∣∣f ′(un

ij)vnij · ηij

∣∣ sij

∂H∂un

i

(un

i , uj∈Ni)≥ 0 ⇐⇒ ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij| (sij + γ)∣∣f ′ (un

ij

)vn

ij · ηij

∣∣ ≤ 1

).

Page 119: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

B ,∑

j∈Ni

(sij + γ)∣∣f ′ (un

ij

)vn

ij · ηij

∣∣ ≤ (γ + 1) supj∈Ni

∣∣f ′ (unij

)vn

ij · ηij

∣∣ |∂Ci|.

, supj∈Ni

|f ′(unij)v

nij · ηij| = ψn

i ,

O( ∑

j∈Ni

|eij| (γ + sij) f′(un

ij)vnij · ηij ≤ (γ + 1)ψn

i |∂Ci|.

P < P O( M , ,)( D# un

ij

1 - 1 ! h/ 2

)( D# /" / 23 O(

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|1

(γ + 1)ψni

∀(i, n) ∈ N2,

# # ∂H∂un

i

(un

i , uj∈Ni)≥ 0.

$O "#J & $ "#

" (R" & > # ## & 4)( & +,.- / 0$#

∂u

∂t+ div (F (u(x, t)) = 0, ∀x ∈ R

2, ∀t ∈ R+,

u(x, 0) = u0(x), ∀x ∈ R2

1 ! .2

- F = (f1, f2)

>=Q R

- R

2 3 $

C1 u : R

2 × R+ → R

D ,-# 1 G/I:KL < / 1 !* 2 "(R" $ =# 6-!

unij =

1

2

(un

i + unj

)−

αnij

2Snij

(F (un

j ) − F (uni ))· ηij

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(un

i , unj , S

nij, ηij

)

u0i =

1

Ai

Ci

u (x, y, 0)dxdy.

1 ! h#2

- Sn

ij = |ηx|max|f ′

1(uni )| ,

∣∣f ′1(u

nj )∣∣+ |ηy|max

|f ′

2(uni )| ,

∣∣f ′2(u

nj )∣∣

g :$ =0 J+ 7" / &#

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= F

(un

ij

)· ηij

ηij =

(ηx

ηy

) : <# D

Page 120: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

:73 9 < 8 3 <

D<<G/IKL -!= D :&#

2 3 4576/89:

:/ < z $'-63F = (f1, f2)

MO"a(Z1J$'"a;+3S-/$'" AO(R&)(+*vC

R2 !!AO( ;+GPD'CC.( C1 !3d(+G6GV(gBM^(

supu∈R

|f ′1(u)|, |f ′

2(u)| ≤ M ∈ R+ - u0

(C+3tMn"a(1J$'"a;+3Q-/$'"e+$'*,"a|(LDC+MUiU7$'*,3;$'>#UWDO;+3AO$'"7"a|($'" C+MUiU7$.C.(?gBM^(?GV(uUWD)*D)>@c+3S*v( AO(N;$'"73Q* 'GV(

αnij

&)|+*,- lu( GPD8*v(+GPD)3Q-/$'"

1 ≤αn

ij

Snij

∣∣∣~V nij · ηij

∣∣∣ ,

GV(UWD'CNAO(\32(+>#U7C∆tn

!uGV(U7|+*,-6>@c+3S*(L(+3tGo D)-6*v(Ai

A)Mw&)$'GfMO>@(NAO(4;$'"73S*'GV(Ci

&)|+*,- lu(+"73uGPD*v(+GPD)3Q-/$'"

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|1

(1 + γni )φn

i

,D)&)(;

φni = sup

j∈Ni

∣∣∣~Unij · ηij

∣∣∣ ∀ (i, n) ∈ N2 (+3

γni = sup

j∈Ni

γnij ≥ 1

D)&)(; ~Unij

(+3 ~V nij

C.$'"73TAO|Klm"7-VC AiD)"WC GPD?UE*v(+MO&)((+3γn

ij

&)|+*,- lu( GPD@*v(+GPD)3S-/$'" C+Mn-6&'D)"73d(

αnij = γn

ij

Snij∣∣∣~V n

ij · ηij

∣∣∣,

1 ! ).2

D)GV$'*vCN$'"_D@GV(uUE*,-6"a;+-HU7( A)Mk>4D r-6>NMn> GV$.;oD)G

minCi∈T

uni ≤ min

Ci∈Tun+1

i ≤ maxCi∈T

un+1i ≤ max

Ci∈Tun

i ,

U7$'Mn* 3d$'Mn3Ci ∈ T (+3U7$'Mn* 3d$'Mn3

n ∈ N(+3GPDk;$'"EA)-63S-/$'"_AO(<C+3/DieB-6Gf-632|

L∞

||un||L∞(R2) ≤ ||u0||L∞(R2).

< D< >- 1 :GJIKL ( " =

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(un

i , unj , S

nij, ηij

)

-

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= F

(un

ij

)· ηij

unij =

1

2

(un

i + unj

)−

αnij

2Snij

(F (un

j ) − F (uni ))· ηij.

!

Page 121: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

BF

: $ C1 3

( : ( +J an

ij

bnij ∈

]un

i ⊥unj , u

ni >un

j

[ "' (F (un

j ) − F (uni ))· ηij = ~V n

ij · ηij

(un

j − uni

),

1 ! C2

- ~V nij =

(f ′

1(anij)

f ′2(b

nij)

)3 O( ,)( D# > ? -

unij =

1

2

(un

i + unj

)−

αnij

2Snij

~V nij · ηij

(un

j − uni

)

= uni +

1

2

(1 −

αnij

Snij

~V nij · ηij

)(un

j − uni

).

, δnij =

αnij

Snij

~V nij · ηij 3

& " ? (RD! >" ? -J

unij = un

i +1

2

(1 − δn

ij

) (un

j − uni

).

& 7 - " 4 < F (un

ij) - & <

uni 6-! #

ηij 3 +J

θnij

εnij ∈

]un

i ⊥unij, u

ni >un

ij

[3 " 8

g(un

i , unj , S

nij, ηij

)= F

(un

ij

)· ηij

=

(F (un

i ) · ηij +1

2

(1 − δn

ij

)~Un

ij · ηij

(un

j − uni

)),

- ~Unij =

(f ′

1(θnij)

f ′2(ε

nij)

)

B ,∑

j∈Ni

|eij|g(un

i , uni , S

nij, ηij

)=

j∈Ni

|eij|F (uni ) v

nij · ηij

= F (uni )∑

j∈Ni

|eij| · ηij

= 0, O(

un+1i = un

i − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(1 − δn

ij

)~Un

ij · ηij

(un

j − uni

)

=

(1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(δnij − 1

)~Un

ij · ηij

)un

i

+∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(δnij − 1

)~Un

ij · ηijunj .

)%

Page 122: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

,

τnij =

∆tn

2Ai

|eij|(δnij − 1

)~Un

ij

=∆tn

2Ai

|eij|(∣∣δn

ij

∣∣− sgn(~Un

ij · ηij

)) ∣∣∣~Unij · ηij

∣∣∣ ,,

un+1i =

(1 −

j∈Ni

τnij

)un

i +∑

j∈Ni

τniju

nj .

( # > 1 ! hHh25 D <G/I:KLM- 1 >" < +J

τnij ≥ 0

j∈Ni

τnij ≤ 1.

τnij ≥ 0 ⇐⇒

∣∣δnij

∣∣− 1 ≥ 0-! ∣∣δn

ij

∣∣ ≥ 1,

δnij ≥ 1 ⇐⇒ ∀(i, n, j) ∈ N

2 ×Ni ∃ γnij ≥ 1

' αn

ij = γnij

Snij∣∣∣~V n

ij · ηij

∣∣∣

j∈Ni

|τnij| ≤ ∆tn|∂Ci|

2Ai

(1 + γni )φn

i ,

- supj∈Ni

∣∣∣~Unij · ηij

∣∣∣ = φni , ∀ (i, n) ∈ N

2 γn

i = supj∈Ni

γni .

( ∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|1

(1 + γni )φn

i

3, ∑

j∈Ni

|τnij| ≤ 1

( H D H/ "

+/

3

? ( " H :$ Ci 3

D<< -# 1 ( " /-!

un+1i = H

(un

i , unj∈Ni

),

-

H(un

i , uj∈Ni)

= uni − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(u, uj, S

nij, ηij

).

q

Page 123: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

( # F /'1 1 !Hh* 23 D PG/IKL ? ( " H

" :&#8# :9 D& 8-!#$# un

i , unj∈Ni

B: ( #/ ? <" 0 " > < +J 1 ! .C2

3 "

αnij = γn

ij

Snij

|~V nij · ηij|

- γn

ij ≥ 1.

@ (R C# 1 ! C23)( D# > ? -

unij =

1

2

(un

j + uni

)−γn

ij

2sgn

(~V n

ij · ηij

) (un

j − uni

).

/ $ #7 3 # "

γnij = γ ∀(i, n, j) ∈

N2 ×Ni

:/ < z $'-63F = (f1, f2)

MO"a(!1J$'"a;+3Q-/$'"wAO(N;+GPD'CC.(C1 !TD)&)(; f1

(+3f2

AO(+M1J$'"a;+3Q-/$'"WC>@$'"a$'32$'"a(C!mD)GV$'*CC.$'MiC GPDk;$'"EA)-63S-/$'" C+MO-6&'D)"732(

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci| (γ + 1)ψni

∀(i, n) ∈ N2

D)&)(;ψn

i = supj∈Ni

∣∣F ′ (unij

)· ηij

∣∣ (+3γ ≥ 1

GV(C.;57|+>4DL (C+3>@$'"a$'32$'"a( -

<+ > J+ =

f1

f2

$ 6- F

"# 6-! > /

ηij 3# ~V n

ij · ηij

F ′(un

ij) · ηij

: 5,

sgn(~V n

ij · ηij

)= sij 3

#

unij =

1

2

(un

j + uni

)− γsij

2

(un

j − uni

)

=1

2

((1 + γsij)u

ni + (1 − γsij)u

nj

)

∂H∂uj

(un

i , uj∈Ni)

= −∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij| (1 − γsij) sij

∣∣F ′ (unij

)· ηij

∣∣

/: ∂H∂uj

(un

i , uj∈Ni)≥ 0 3

O( -sij − γ ≤ 0 ⇐⇒ sij ≤ γ

+

γ ≥ 1 3 " ?-#9

∂H∂un

i

(un

i , uj∈Ni)

= 1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij| (sij + γ)∣∣F ′ (un

ij

)· ηij

∣∣

)

Page 124: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

` B

∂H∂un

i

(un

i , uj∈Ni)≥ 0 ⇐⇒ ∆tn

2Ai

j∈Ni

(sij + γ)∣∣F ′ (un

ij

)· ηij

∣∣ ≤ 1

B ,

j∈Ni

(sij + γ)∣∣F ′ (un

ij

)· ηij

∣∣ ≤∑

j∈Ni

|eij| (1 + γ)∣∣F ′(un

ij) · ηij

∣∣

≤ (1 + γ) supj∈Ni

∣∣F ′ (unij

)· ηij

∣∣ |∂Ci|.

, ψn

i = supj∈Ni

∣∣F ′ (unij

)· ηij

∣∣ , ( /:

j∈Ni

(1 + γ)∣∣F ′ (un

ij

)· ηij

∣∣ ≤ (1 + γ)ψni |∂Ci|.

( ∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|1

(1 + γ)ψni

∀n ∈ N,# ∂H

∂uni

(un

i , uj∈Ni)≥ 0.

J/ " $ $"

< &# 9 (R / = # & B / 3 ;/

# B (R "< $! un

ij

" 9 D&! ; D >< un

ij$ $ /-!

unij ∈

[un

i ⊥unj , u

ni >un

j

].

B

unij =

1

2

(1 + δn

ij

)un

i +1

2

(1 − δn

ij

)un

j ,

/ 1 + δn

ij ≥ 0

1 − δnij ≥ 0 3

"( ∣∣δnij

∣∣ ≤ 1 3 A" 6-! ;9

αnij ≤

Snij∣∣∣~V n

ij · ηij

∣∣∣ + "$, - $,/ 7 /

# ∣∣δnij

∣∣ ≥ 1 3

αnij =

Snij∣∣∣~V n

ij · ηij

∣∣∣

% # D G/I:KLBG ' " 1 !(

Page 125: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

B ]

D QG/I:KL = # - F ′ · ηij

& B< /" / 2 "(R :$ = -!

unij =

1

2

(un

i + unj

)− 1

2∣∣∣~V n

ij · ηij

∣∣∣

(F (un

j ) − F (uni ))· ηij

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(uni , u

nj , S

nij, ηij)

u0i =

1

Ai

Ci

u(x, y, 0)dxdy,

1 2

unij =

1

2

(un

i + unj

)− 1

2sgn

(~V n

ij · ηij

) (un

j − uni

)

un+1i = un

i − ∆tn

Ai

∑j∈Ni

|eij|g(un

i , unj , S

nij, ηij

)

u0i = 1

Ai

∫Ciu(x, y, 0)dxdy.

1 2

! " O

H / H "# 1 q2 - / $# 3 /

<&# L /&# L / " D< <- 1 3 - <

3 <#$

∂u

∂t+∂u

∂x+ 2

∂u

∂y= 0, (x, y) ∈ D, t ∈ R+

u(x, y, 0) = u0(x, y) = cos2[2π((x− 0.5)2 + (y − 0.25)2

)],

1 q#2

- D = [0, 2] × [0, 1]

/A # " 1D

-! : yj 3

"< @)( 8 $ # .- " >#

3 ( # " =< &!$

x

# -3 B)( # &#$;-#! / $ & /

& ? "

Hmax B & ? #O ( : &#

Hmax = maxi

(maxj∈Ni

|eij|)

? D 7" ?= 8&#? D<<G/IKLBG : 6-!

h

Page 126: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25maillage 150x60

$ % ()/ % n/) n & "0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1condition initiale,iso−concentration

X

Y

Hh .*W"() # 5 # n

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1solution numrique−iso−concentration

X

Y

/) #"H / %& $/ ∆t = 0.00047

% O !

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1solution exacte−iso−concentration

X

Y

#" $ /) %)" % !

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

x

u(t

)

&'()+*-,*/.103246587:9<;>=?7A@CBEDF2G@4?HFI2JKJL4NMPO%QRICST467

−3.6 −3.4 −3.2 −3 −2.8 −2.6 −2.4 −2.2 −2 −1.8−7

−6.5

−6

−5.5

−5

−4.5

Log(Hmax)

Lo

g(L

1−

err

eu

r)

pente=1.17

&'()U*V,WX.0324NQRYZ7=\[ 7<QFQR7%46Q]BD^GDF2L_%IO<7`L5Z7%JaHF7

' 1.17

bNc-b

Page 127: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

% . ! #/ !$ " , "$ ! 0 .

/ . " ) $

B Q&# ; "< D#/ </ D< I .- " /A D< G/I:KL # ; 0 J+ ( & Q ! & ?)( & > + - 0$# -!

∂W

∂t+ div(F (W )) = 0 ∀x ∈ R

2 , ∀ t ∈ R+,

W (x, 0) = W0(x) ∀x ∈ R2,

1 "! 2

- F (W ) = (F1(W ), F2(W ))

F1

F2

* + = R

m - " R

m , m ≥1 $

C1 W : R

2 × R+ → Rm D<; B-# $# @ 8

1 "! 2 ( ": $ < " -!

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(W n

i ,Wnj , ηij

)

g(W n

i ,Wnj , ηij

) :$ =Q J+ 7" / &#

g(W n

i ,Wnj , ηij

)=

1

|eij|

eij

F (W ) · ηijdσ.

# .+J " D<7 J+0- %# / "

! "#%$&('

;= Q J+ 7" D I - &#

g(W n

i ,Wnj , ηij

)=

1

2

(F (W n

i ) · ηij + F (W nj ) · ηij

)− 1

2Sn

ij

(W n

j −W ni

),

1 2

- Sn

ij

$0- <I .- ! 7&# O( < D&# # 7 /

Ci

&#

Snij = max

(max

1≤p≤m

∣∣∣[λni ]p

∣∣∣ , max1≤p≤m

∣∣∣[λn

j

]p

∣∣∣),

[λn

i ]p [

λnj

]p

< p−

-!# </ < H ∇F (W ni ) · ηij - ∇F (W n

j ) · ηij

∆tn = tn+1 − tn

: >& ? < Ai

)( ! Q- >

Ci

Q-#"&# B= @ $ = 0 J+ 7" D " -!6-

hrh

Page 128: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

:/ < Sx$'-63F : R

m → R2 MO"a(E1J$'"a;+3Q-/$'"NAO(I;+GPD'CC.( C1 !(+3 W0

Mn"a(^1J$'"a;+3S-/$'"AiD)"WC

L∞(R2)AO$'"7"a|( -u"LC+MUiU7$.C.(tAO(ZUEGfMiCIgBM7(YGV( UWD'CIAO(t3d(+>#U7C

∆tn!GV( U7|+*+-6>@c+3S*v( |∂Ci|(+3Go D)-6*v(

Ai

AO( GPDk;(+G6GfMOGV(Ci

&)|+*,- lu(+"73mGPD@*v(+GPD)3Q-/$'"

∆tn ≤ Ai

|∂Ci|Sni

, ∀i, n ∈ N,

$Sn

i = supj∈Ni

Snij

(C+3GPD4&.-632(CC.(\AO(tM CBD)"a$'& -u" D !D)GV$'*vC GPDk;$'"EA)-63S-/$'"_AO(<C+3/DieB-6Gf-632|

L∞

||W n||L∞(R2) ≤ ||W0||L∞(R2)'D@"a$'*+>@(L∞ U7$'MO* Mn"w&)(;+3d(+MO*

X = (X1, . . . , Xm) ∈ Rm (C+3TAO$'"7"a|(uUWD)*

||X||L∞ = sup1≤r≤m

|Xr|.

< ∑

j∈Ni

|eij|F (W ni ) · ηij = 0,

# ;" < D< 7- #

1 25 = -!

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|(g(W n

i ,Wnj , ηij

)− F (W n

i ) · ηij

)

= W ni − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|[(F (W n

j ) − F (W ni ))· ηij − Sn

ij

(W n

j −W ni

)].

< "# B I & +/ A(W n

i ,Wnj ; ηij

)

W ni

W n

j

/-! 7$ ηij

-#"&# # < 8 /-! RI !

(i) A (W ni ,W

ni ; ηij) = A (W n

i ; ηij)

(ii) A(W n

i ,Wnj ; ηij

)(Wj −W n

i ) =(F (W n

j ) − F (W ni ))· ηij

(iii) A(W n

i ,Wnj ; ηij

) /$ &# #/ 7& 7 ;=< &# - */ [Rn

ij

]p

p = 1, . . . , m

@ J+ -!# 4 [λn

ij

]p

/

p = 1, . . . , m

D< I .- "(R :# 8 $ < " -!

W n+1i = W n

i − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|[A(W n

i ,Wnj ; ηij

) (W n

j −W ni

)− Sn

ij

(W n

j −W ni

)]

=

[Im − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−A

(W n

i ,Wnj ; ηij

)+ Sn

ijIm)]

W ni

+∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−A

(W n

i ,Wnj ; ηij

)+ Sn

ijIm)W n

j ,1 h2

hZ

Page 129: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

Im : B > Mm(R)

7 * '

W ni 3 W n

j

W n+1

i

& '@& < ([Rnij

]p

)1≤p≤m

3,

W n+1i =

p=m∑

p=1

[αn+1

i

]p

[Rn

ij

]p, W n

i =

p=m∑

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[αni ]p[Rn

ij

]p,

W n

j =

p=m∑

p=1

[αn

j

]p

[Rn

ij

]p,

O( , D 1 h2 :/-!# :9

p=m∑

p=1

[[αn+1

i

]p−(

1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

))[αn

i ]p

][Rn

ij

]p

−p=m∑

p=1

[∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

) [αn

j

]p

][Rn

ij

]p

= 0.

[Rnij

]p

/ " p = 1, . . . , m 3

# #

p=m∑

p=1

[[αn+1

i

]p−(

1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

))[αn

i ]p

][Rn

ij

]p

−p=m∑

p=1

∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

) [αn

j

]p

[Rn

ij

]p

= 0

[αn+1

i

]p−(

1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

))[αn

i ]p

− ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

) [αn

j

]p

= 0,

p = 1, . . . , m

⇐⇒[αn+1

i

]p

=

(1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

))[αn

i ]p

+∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

) [αn

j

]p,

p = 1, . . . , m

, [

γnij

]p

=∆tn

2Ai

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

) p = 1, . . . , m

h8"

Page 130: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

, <# [γn

ij

]p≥ 0

p = 1, . . . , m

# / " / 0$ D# L∞ 3

7 /- ;$ 8 ∑

j∈Ni

[γn

ij

]p≤ 1

p = 1, . . . , m.

H

j∈Ni

[γn

ij

]p

=∑

j∈Ni

∆tn

2Ai

|eij|(−[λn

ij

]p+ Sn

ij

)

≤ ∆tn

Ai

Sni

j∈Ni

|eij|

≤ ∆tn

Ai

Sni |∂Ci|,

Sn

i = maxj∈Ni

Snij

( ∆tn ≤ Ai

Sni |∂Ci|

∀ (i, n) ∈ N2,

, ∑

j∈Ni

[γn

ij

]p≤ 1,

p = 1, . . . , m 3

O( , / 0 D# L∞

$ " " M2D

2 4 <5 89/

" " > "# /-!

∂W

∂t+ A

∂W

∂x+B

∂W

∂y= 0

W (x, y, 0) = W0 (x, y) ,

1 h 2

- A

B

J+ 8 & Mm (R)

" / " 3 ( / L#

J (ηij) = A · (ηij)x +B · (ηij)y

$ &# ! R 3

! m

-!# # ([λij]p

)1≤p≤m

J+

- # ([Rij]p

)1≤p≤m

D<E F-# # HGJIKL ( " /, 1 h 20 < "

h

Page 131: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

6-!

W nij =

1

2

(W n

i +W nj

)−

αnij

2Snij

(A · (ηij)x +B · (ηij)y)(W n

j −W ni

)

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(W n

i ,Wnj , S

nij, ηij

)

W 0i =

1

Ai

Ci

W (x, y, 0)dxdy,

1 hrh#2

- g(W n

i ,Wnj , S

nij, ηij

)= J (ηij) ·

(W n

ij

)

ηij

:$ <# D Sn

ij

:$ -J I .- "# >&# ? O( > D# # > >$ " Ci

&#

Snij = max

1≤p≤m

(∣∣∣[λij]p

∣∣∣)

:/ < z$'-63W0

Mn"a(1J$'"a;+3S-/$'"yAiD)"WCL∞ (

R2 × R+

) AO$'"7"a|(t$'" C+M.UiU7$.C.(gBM^(?GV(tUWD)*D)>@c+3S*v( AO(;$'"73S*'GV(

αnij

&)|+*,- lu( GPD@*v(+GPD)3Q-/$'"

minj∈Ni

αn

ij

≥ max

j∈Ni

Sn

ij

[λij]p

.

'( UWD'CuAO(T32(+>#U7C∆tn

!aGV(U7|+*+-6>@c+3S*v( |∂Ci|(+3Go D)-6*v(

Ai

A)M&)$'GfMO>@(uAO(;$'"73S* 'GV(Ci

&)|+*+- lu(+"73

∆tn ≤ 2Ai

|∂Ci|maxj∈Ni

∣∣∣[λij]p

∣∣∣(1 +

∣∣δnij

∣∣)

D)&)(;δnij =

αnij

Snij

[λij]p ,D)GV$'*vC\GV( C.;57|+>4DAO(\&)$'GfMn>@(Clm"7-VC? ),+-0D+UiUEGf-SgBM7|IU7$'Mn*

GV(C+bC+3dc+>@($),+-(04&)|+*,- lu( GPDk;$'"EA)-63S-/$'"wAO(C+3/DieB-6Gf-63d|L∞ C+Mn-6&'D)"73d(

||W n||L∞(R2) ≤ ||W0||L∞(R2).

<P 7

W ni , W n

j , W nij

W n+1

i

& & =7 7&# - # : J (ηij)

/-!

W ni =

p=m∑

p=1

[ξni ]p [Rij]p , W n

j =

p=m∑

p=1

[ξnj ]

p[Rij]p , W n

ij =

p=m∑

p=1

[ξnij]p [Rij]p

W n+1

i =

p=m∑

p=1

[ξn+1i ]p [Rij]p

h

Page 132: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

(R# >/" / ? D/< G/I:KL 1 h6" 25 3

p = 1, . . . , m

[ξnij]p =

1

2

([ξn

i ]p + [ξnj ]

p

)−

αnij

2Snij

[λij]p

([ξn

j ]p− [ξn

i ]p

).

1 hZ2

, δnij =

αnij

Snij

λij 31 HhZC25 -J

[ξnij]p =

1

2

(1 + δn

ij

)[ξn

i ]p +1

2

(1 − δn

ij

)[ξn

j ]p.

j∈Ni

|eij|J (ηij)Wni = 0 3

# # 5 0 > (RD! /8 D

G/I:KL 1 Hh8" 25 ?$ & >=7 >#? @- / / "(R

[ξn+1i ]p = [ξn

i ]p −∆tn

Ai

j∈Ni

|eij| [λij]p

([ξn

ij]p − [ξni ]p

)

= [ξni ]p −

∆tn

Ai

j∈Ni

|eij| [λij]p

(1

2

(1 + δn

ij

)[ξn

i ]p +1

2

(1 − δn

ij

)[ξn

j ]p− [ξn

i ]p

)

=

(1 −

j∈Ni

γnij

)[ξn

i ]p +∑

j∈Ni

γnij[ξ

nj ]

p,

- γn

ij =∆tn

2Ai

|eij| [λij]p(−1 + δn

ij

) ( # 5 : 1 Hhh#2* "A$ / #

L∞ 3 5

"? γn

ij ≥ 0 ∑

j∈Ni

γnij ≤ 1

γnij ≥ 0 ⇐⇒ [λij]p

(−1 + δn

ij

)≥ 0 ⇐⇒ −sij +

∣∣δnij

∣∣ ≥ 0-# ∣∣δn

ij

∣∣ ≥ 1,

- sij = sgn

([λij]p

) H# & :# @ 7 8$ 0 ?# " ∑

j∈Ni

γnij ≤ 1

H∑

j∈Ni

γnij ≤

∆tn

2Ai

|∂Ci|maxj∈Ni

∣∣∣[λij]p

∣∣∣(sij +

∣∣δnij

∣∣),

O( ?$ 0 D!

∆t ≤ 2Ai

|∂Ci|maxj∈Ni

∣∣∣[λij]p

∣∣∣(sij +

∣∣δnij

∣∣)

D< GJIKL -#"= $ 0 D!L∞

hrq

Page 133: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

2 4 <5 "8/9

D/<P Q- # G/IKL 7 1 ! 2 "(R" H < " 6-!

W nij =

1

2

((W n

i +W nj

)−αn

ij

Snij

(F (W n

j ) − F (W ni ))· ηij

)

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|g(W n

i ,Wnj , S

nij, ηij

)

W 0i =

1

Ai

Ci

W (x, y, 0)dxdy,

1 h8"C2

g $ =Q J+ 7" D<<G/IKL / &#

g(W n

i ,Wnj , S

nij, ηij

)= F

(W n

ij

)· ηij

Sn

ij = max1≤p≤m

(∣∣∣∣[λn

ij

]p

∣∣∣∣)

ηij

7 <# # D [λn

ij

]p

7 -!# ; # 7 0$ < I RI ! / # & B D I .- ; BD

W ni

W n

j 3 6-!

$; ηij

;= Q J+ 7" D <G/I:KL D "-!-

:/ < $'-/(+"73F = (F1, F2)

MO"a(1J$'"a;+3S-/$'" AO(R

m &)(+*vCR

2 !tAO(N;+GPD'CC.( C1(+3W0

Mn"a(m1J$'"a;+3S-/$'"_AiD)"WCL∞ (

R2) AO$'"7"a|( u$'" C+M.UiU7$.C.( gBM^( GV(tUWD)*D)>@c+3S*(?AO(N;$'"73Q* 'GV(

αnij

&)|+*,- lu( GPD8*v(+GPD)3S-/$'"

minj∈Ni

αn

ij

≥ max

j∈Ni

Snij∣∣∣∣

[λn

ij

]p

∣∣∣∣

.

'( UWD'CuAO(T32(+>#U7C∆tn

!aGV(U7|+*+-6>@c+3S*v( |∂Ci|(+3Go D)-6*v(

Ai

A)M&)$'GfMO>@(uAO(;$'"73S* 'GV(Ci

&)|+*+- lu(+"73

∆tn ≤ 2Ai

Sni

(1 + sup

j∈Ni

(∣∣∣[δnij

]p

∣∣∣))

|∂Ci|,

D)&)(; [δnij

]p

=αn

ij

Snij

[λn

ij

]p

(+3Sn

i = maxj∈Ni

Snij,

D)GV$'*vC$'" D8GPDk;$'"EA)-63S-/$'"_AO(<C+3/DieB-6Gf-632|L∞

||W n||L∞ ≤ ||W0||L∞.

<H

W nij =

1

2

((W n

i +W nj

)−αn

ij

Snij

(F (W n

j ) − F (W ni ))· ηij

).

h !

Page 134: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

, @$ < B I RI ! / # & ? D< I .-

W ni

W n

j 3 6-!

ηij 3

W nij =

1

2

((W n

i +W nj

)−αn

ij

Snij

A(W n

i ,Wnj ; ηij

) (W n

j −W ni

)).

? 1 "! 2 @ 3# # A

(W n

i ,Wnj ; ηij

) @ /$ &# #/

R #

m- / ([Rn

ij

]p

)

p=1,...,m

A J+ -#! / * ([λn

ij

]p

)

p=1,...,m

3 7 F D

W ni

W n

j

$ &

- # ([Rnij

]p

)

1≤p≤m

3

W ni =

p=m∑

p=1

[ξni ]p

[Rn

ij

]p, W n

j =

p=m∑

p=1

[ξnj

]p

[Rn

ij

]p, W n

ij =

p=m∑

p=1

[ξnij

]p

[Rn

ij

]p,

1 h 2

W n+1i =

p=m∑

p=1

[ξn+1i

]p

[Rn

ij

]p.

, [δnij

]p

=αn

ij

Snij

[λn

ij

]p3,

ξnij =

1

2

(1 +

[δnij

]p

)[ξn

i ]p +1

2

(1 −

[δnij

]p

)[ξn

j ]p.1 h 2

B ∑

j∈Ni

|eij|F (W ni ) · ηij = 0 3

( /:

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

|eij|(F (W n

ij) − F (W ni ))· ηij.

; </ "" 3!( 9 / $ < "# I

A(W n

ij,Wni ; ηij

) 8 W n

ij

W n

i

-! :$ / ηij

K ! :# # =#

3 T &# ?&

3 8 +

A(W n

i ,Wnj ; ηij

) A(W n

ij,Wni ; ηij

) 8& : :- / O ([

λnij

]p

)

p=1,...,m

-#! / # 7 A(W n

ij,Wni ; ηij

)3 /

@ B D&! p -!# # [

λnij

]p

[λn

ij

]p

@ sn

ij

B " ?$ ' , )( D# ? 8- :

[ξn+1i

]p

=

(1 − ∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|[λn

ij

]p

(−1 +

[δnij

]p

))[ξn

i ]p

h

Page 135: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

+∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|[λn

ij

]p

(−1 +

[δnij

]p

) [ξnj

]p.

, [γn

ij

]p

=∆tn

2Ai

|eij|∣∣∣∣[λn

ij

]p

∣∣∣∣(−sn

ij +∣∣∣[δnij

]p

∣∣∣)

p = 1, . . . , m

/ "8 0 #L∞ 3

: "

[γn

ij

]p≥ 0

j∈Ni

[γn

ij

]p≤ 1

p = 1, . . . , m.

[γn

ij

]p≥ 0 ⇐⇒

∣∣∣[δnij

]p

∣∣∣ ≥ 1 ⇐⇒ αnij ≥

Snij∣∣∣

[λn

ij

]p

∣∣∣.

H# & 0-! "7 "8$ 0 ?$# ∑

j∈Ni

γnij ≤ 1

H

j∈Ni

γnij =

∆tn

2Ai

j∈Ni

|eij|[λn

ij

]p

(−1 +

[δnij

]p

)

≤ ∆tn

2Ai

Sni

(sn

ij + supj∈Ni

(∣∣∣[δnij

]p

∣∣∣))|∂Ci|.

"( : ∆tn ≤ 2Ai

Sni

(1 + sup

j∈Ni

∣∣∣[δnij

]p

∣∣∣)|∂Ci|

3 D

L∞ #

/ & % ( &# = # /% *)( &# "#$! / " Q :" 9 /- " , D G/I:KLBG :$ =

W nij = 1

2

(W n

i +W nj

)− 1

2sgn

(A(W n

i ,Wnj ; ηij

)) (W n

j −W ni

)

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

∑j∈Ni

|eij|g(W n

i ,Wnj , S

nij, ηij

)

W 0i = 1

Ai

∫CiW (x, y, 0)dxdy.

1 hrq#2

1 / " D HG/I:KLBG 7 - <

D %I L

2B D 7 O( F </$ "B I ;&#> !/ 9;)( D? "< $#

A(W n

i ,Wnj , ηij

)= A

(W n

i +W nj

2, ηij

).

Page 136: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

% ! #" ) ) " $ + 0 "!

K ?# " D 8 / ( "8 " ? 7G/# & - ;= B "4 & > "# ; > B

" J &%$" A $ $ $

:" & ? G/# & : > (R :9 = / !=

3 7 ?9; - 1 & :; - " "# 2

∂W

∂t+∂F (W )

∂x+∂G(W )

∂y= 0

W (x, y, 0) = W0(x, y),

-

W =

h

hu

hv

, F (W ) =

hu

hu2 + 12gh2

huv

, G(W ) =

hv

huv

hv2 + 12gh2

W > ?- @ -!## " -#-

3 h @ & 5 (

3 u v 4 - O- O(R * & ' ' #

?- ! 3 g

: ( " 0 8 J+; "(R" A (W ; η) = A1(W )ηx +A2(W )ηy

- A1(W ) A2(W ) ? < 8 ?= 5 J+0/

3 "

/ :&#

A1(W ) =

0 1 0

−u2 + gh 2u 0

−uv v u

A2(W ) =

0 0 1

−uv v u

−v2 + gh 0 2v

.

< # /-! :$ η =

(ηx

ηy

)3 #

A(W, η) = A1(W )ηx + A2(W )ηy

=

0 ηx ηy

(c2 − u2)ηx − uvηy 2uηx + vηy uηy

−uvηx + (c2 − v2)ηy vηx uηx + 2vηy

,

Page 137: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

c =

√gh

$ "" > , & ? B- " <-!# < # $ # H= J+ : #

λ1(W, η) = ~V · η − c, λ2(W, η) = ~V · η, λ3(W, η) = ~V · η + c,

~V · η = u · ηx + v · ηy

8- #

r1(W, η) =

1u− cηx

v − cηy

, r2(W, η) =

0−ηy

ηx

r3(W, η) =

1u+ cηx

v + cηy

.

B " Q H 8 $! /-!

(h, u, v)(x < 6, t = 0) = (5, 0, 0),

(h, u, v)(x > 6, t = 0) = (1, 0, 0). / 0- ? )( # > C- D/< : O(

1.

Page 138: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Mesh NS 300x30

0 2 4 6 8 10 12

0

0.5

11

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Hauteur de l’eau−Schéma SRNHS

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

h(x,y,t)

x

y

! : ! "# $&%'

3D ( *),+- .0/21 ) -/ . +3456784/∆t = 0.0002

0 2 4 6 8 10 121

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

9;:=<?>,@BACEDGFHI$JK!E?L)E?MBNPONIQR E4I$JTS RVU,W$X Y FZ[H\LP]$^N R

−3 −2.5 −2 −1.5 −1 −0.5 0−1.5

−1

−0.5

0

0.5

1erreur 2d srpc0.95

9;:=<?>0@&A`_'aDbFHI$JK!EcLed EfJJE4I$JgNFQFH'h4i7jEk']_E4\ R E ' 0.95

_ll

Page 139: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

/ > O( / "8/ "(R ?$ = 6-#

∂W

∂t+∂F (W )

∂x+∂G(W )

∂y= 0

W (x, y, 0) = W0(x, y).

-

W =

ρ

ρu

ρv

e

, F (W ) =

ρu

ρu2 + P

ρuv

(e+ P )u

G(W ) =

ρv

ρuv

ρv2 + P

(e + P )v

ρ $ - <

3 V ; <- D& < 0$Q-J 0 "!

7 u

v 3 e

?)( " &#& D# &# B B- 3 P

? Q-&#& ; C &!= # $# " : ( " # &#

P = (γ − 1)

(e− ρ

u2 + v2

2

),

γ -

3# : D# &#& C /"

3T $ < " /

R = Cv − Cp

# : &# A (W,n) = ∇F (W )ηx + ∇G(W )ηy 3

-

∇F (W ) =

0 1 0 0

12[(γ − 3)u2 + (γ − 1)v2] (3 − γ)u (−γ + 1)v (γ − 1)

−uv v u 0

−u[ c2

γ−1+ (1 − γ

2)(u2 + v2)] c2

γ−1− (γ − 3

2)u2 + 1

2v2 (1 − γ)uv γu

∇G(W ) =

0 0 1 0

−uv v u 0

12[(γ − 3)v2 + (γ − 1)u2] (1 − γ)u (3 − γ)v (γ − 1)

−v[ c2

γ−1+ (1 − γ

2)(u2 + v2)] (1 − γ)uv c2

γ−1− (γ − 3

2)v2 + 1

2u2 γv

- c :$ - "# & ? C

3 ( +// H C# 9

c =

√γP

ρ=√γRT .

Z"

Page 140: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

/ : :-!# 8 /

λ1(W, η) = V · η − c, λ2(W, η) = V

λ3(W, η) = V · η + c < > 8- &!

R (W ; η) =

1c

1 0 1c

uc− ηx u ηy

uc

+ ηx

vc− ηx v −ηx

vc

+ ηx

|V |22c

− v · η + cγ−1

|V |22

u · ηy − v · ηx|V |22c

+ v · η + cγ−1

, - " : &#

R−1 (W ; η) =1

2

V · η + (γ − 1) |V |22c

−(ηx + (γ − 1)uc) −(ηy + (γ − 1) v

c) γ−1

c

2(1 − (γ − 1) |V |22c2

) (2(γ − 1) uc2

) 2(γ − 1) vc2

−2γ−1c2

2(ηx · v − ηy · u) 2ηy −2ηx 0

−V · η + (γ − 1) |V |22c

(ηx − (γ − 1)uc) ηy − (γ − 1) v

c

γ−1c

B " Q H 8 $!

(ρ, p, u) (x < 6, t = 0) =(12, 106, 0

),

(ρ, p, u) (x > 6, t = 0) =

(1.2, 105, 0

)

Page 141: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Mesh NS 150x15

# 1 ' !

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10 12

’r11’’r11’

# 8#7 ( V),+$- ++".

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

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i

)

+1

2

∣∣∣∇Fη

(U)−1∣∣∣Qn

ij

]º# ¦_d j-|

U =

h

huη

huτ

, Fη(U) =

h

hu2η + g h2

2

huηuτ

, Qn

ij = −g2

(hi + hj)(Zf j

− Zf i

)

0

1

0

]º#·ÆH_jiU

jiYlT*) ¸i d sXj f ?j[X¸cR d h

U =1

2(hi + hj)

1

ui

√hi+uj

√hj

√hi+

√hj

ηx +vi

√hi+vj

√hj

√hi+

√hj

ηy

−ui

√hi+uj

√hj

√hi+

√hj

ηy +vi

√hi+vj

√hj

√hi+

√hj

ηx

.

]º# _

¹j-Y± d Tji h YsR h R h jiYsY+HX¸-j-YR d hλ1 = uη, λ2 = uη +

√gh

jλ3 = uη −

√gh,

]º#·ºH_T d Q d h W|ijXj-Y± j-|i+j- h YwR h R h j-YsjisT d Q d h WV|-jXjiY±j-|6ji h Y<R h R h j-YsWV j h Y+jcY+HX?¸-jiY<R d h

R(U) =

0 1 1

0 λ2 λ3

1 uτ uτ

, R−1(U) =

−uτ 0 1

−λ3

2√

gh1

2√

gh0

λ2

2√

gh− 1

2√

gh0

,

]º# _

Page 148: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

sgn(∇Fη

(U))

= R(U) sgn(Λ(U)

)R−1(U)

ji ∣∣∣∇Fη

(U)−1∣∣∣ = R(U)

∣∣∣(Λ(U)

)−1∣∣∣R−1(U).

n16. "¸i| h WVsT*) ¸i d RIj[|- hlh j-|6ji h XjqT d Q d W(' h j[Y+WV d H6j

W n+1i = W n

i − ∆tn

Ai

j∈Ni

g(W n

i ,Wnj , Q

nij, η)

+ ∆tQni ,

]º# 9_d j-|

g(W n

i ,Wnj , Q

nij, η)

= F(W n

ij

)· ηij, W n

ij =

hnij

(huη)n

ijηx − (huτ )

nij ηy

(huτ )nij ηy + (huτ )

nij ηx

.

]º# _

ji

Qni = −g hi

Ai

0∑

j∈Ni

Zij · (ηij)x|eij|∑

j∈Ni

Zij · (ηij)y|eij|

,

d j-|Zij =

ZiAi + ZjAj

Ai + Aj

1 > @ 5?; A@ B 9 9 @ 658<CA7

X¸A6.WV°À j-T¯jiY+R d |-jX2) d RR h ,+WVQ d 6W `JIÀT8)· d RR h a|CjET*) ¸i d RH¢?Y+WVjVR d h jXWVYl h W k 6WV5TVW¸ d W h jsR d h Q3 h |-j d 5+`W@jiYl±T8)·jiY+R d |-jXjiY¼|6WVY d j-Y±R deh

|-jiTTTj # d RRTVWjtj~X¸-Q d h |CjW d ¸6¸a6WTVWYl¸-jtR d h #nTVQ d W § nTQ5)¨L`7|-j++jX¸iQ d h |CjYljX¸-|iQ3RYlj[j-OXji5+O¸i d RIj-Y Hjq¸ d RIj[Xj h j-|- Yl h |6W "Xj-Ys¸i d 6Y± d |Cj[jisX h W£6j `jijc¸ d RIjcXjcTWQ3WV d 6WV3Xj-Ys h+d XWjiH6YsR h ¸i?WV+j h TjiY±Y+|iWTVT d +WY #À ] h ji|-Y h |i+WOTWV¸ d W h jwXj-Ys¸i d 6Y6_

RIWHXij

Xj°T8) deh 4i+jΓij

Y+¸-R d h6d HcXji5+ TQ5jiYXj«|- h TVjCi

jCj

`@ X¸<6.W£Xj- +¤ d TVj- h Y<Xj

V`&j .5 d |Cj

V −ij

X d YwT d |-j-TVTTVjCi

`&ji<j .3X h WV+jV +

ij

X d YwT d|-jiTTTj

Cj

R d h H

V −ij = Vi +

1

2~∇Vi

~GiGj

V +ij = Vj −

1

2~∇Vj

~GiGj.

]Mº #V)¥_

Gi

jGj

YlH h j-YlRji|i6W£jiQ5jiETjiY k.d h ¢?|ij-H h j-YEXj-Yx h W d TVj-YCi

jCj

` ~∇Vi

j ~∇Vjh jiR h ¸iY+j-H+j-HTVj-Ys h6d XWji+Y±Y+ hCi

jiCj

#¹ d ¼ |i+WOXj !.5+ h j-Y6jqT d Q4-Q3j `Ylj-TVYsY+j-Y d h Q3j-H6Ys|C d j-Hv`.j d H

Γij

F(V,−→n ) dσ = φ(V −ij , V

+ij ,

−→ηij)mes(Γij).]Mº #V)_

vÆH¦

Page 149: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

2

V +ij

Gj

Γij

Xij

Gi

V −ij

NPORQTSIº#,U¹j R h k T('iQ5j | h |iW d TX d Y«|-jil6j¸ d RIj j-YxT*) ¸i d TV d 6WV;Xj-Y« h+d XWVj-H6Y°Xj T d YlTa6W Y+ h |C d j3TVQ3j3Xj5|iH h Tj # 0ji|-WRjiL4i h j5j@ji|i+¸EXj3XW£@¸ h j-H+j-YqQ d W(' h j-Yi`j-R d h 6W|iTWVj h YlWV d HTj[¢?RIjoXjq|-jiTTVTjiY±6WVTWYl¸-jiY$# "R h ¸iY+j-H+j°j[6ji|CWV?jXjq| d TV|-TXj h6d XWj-H+YX d YtTjs| d Y~JI336WVTWVY+j¯XjiY~Q d WVTT d j-Y h W d T d W h j-Y3? d X h6d T d W h j-Y$# "! $# !%!&´ h " h W d Tj

Ci

`|iY+WVX¸ h YT*) j<+aR h j-Y+YlW

∆(Vi, Vj) = Vi + (xj − xi)∂Vi

∂x+ (yj − yi)

∂Vi

∂y− Vj

JI(xi, yi)

j(xj, yj)

Y+H h jiY+RIj-|6WV j-Q3j-HcTjiYw|ia h X¸-j-Y[Xj-Y|ij-H h j-YcXj° h+d aW£6¸oXjCi

jiCj '¹js+j h Q5j

∆(Vi, Vj)h jiR h ¸iY+ji+j<WV|-WT d XWV¸ h j-|ijsj-H h jT d d Tji h jij-|6WV jsXj

Vd x|-j-H h j

Xj3T d |-jiTTTjCj

jT d d Tj- h k 6jij d N|ij-H h jEXjCj

R deh X¸ijiTRRjiQ5jioTWVQ5W£6¸oXjT d ¼|6WV

VX¸A6.WVj d |-j-H h j"Xj

Ci '¹jO h6d XWj-HxYl h T d |-jiTTTj

Ci

jiYl5¸i d T¸j-Q5WVWQ3WY d HT d ¼|i+W d X h6d +WjMH

Ψi(∂Vi

∂x,∂Vi

∂y) =

j∈N(i)

|∆(Vi, Vj)|2

JI ∂Vi

∂x

j ∂Vi

∂y

YlH d T h YYlTa6W YX Y¢?Yl;'iQ5jOTVW¸ d W h j5XjEXj-5+À¸- d +WYE. Xj- +W|ijiY<YlWV d H H

∂Ψi(X, Y )

∂X= 0

∂Ψi(X, Y )

∂Y= 0.

vÆÆ

Page 150: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

<"| d TV|-T@Y+WQ3RTVjXj∂Vi

∂x=JxIyy − JyIxy

D

∂Vi

∂y=JyIxx − JxIyx

Dd j-|qTjiYs d 6W Y

Ixx =∑

j∈N(i)

(xj − xi)2 , Iyy =

j∈N(i)

(yj − yi)2

Ixy = Iyx =∑

j∈N(i)

(xj − xi)(yj − yi) , D = IxxIyy − I2xy

Jx =∑

j∈N(i)

(xj − xi)(Vj − Vi) , Jy =∑

j∈N(i)

(yj − yi)(Wj −Wi)

Z ]¼TWVQ5W£ d +WxXjiY<RIj-H6jiYC_'¹ ) d RR h ,+aWQ d 6WVO k +j-j d ji|°TjiYw¸ d +Yw¸i d TV¸-YX d YT*) ¸i d Rj

1`&RIj- 4i h jXWY+RIj h Y+W£j

jioR h ?XW h jxXj3 j d +¡jP+? h jiQ d j-H h j5TVj-Yq|-jiTTTj-Y'´ hd +6¸ij h |-j-YqYl|-WTVT d +WY-`

6WVTWVY+j° Yl|C¸-Q d Xjx¢?RIjTV D

k 6jiNjiN+WTVWY d wXj-Y[ d TVj- h Y[TWQ3WV+¸-jiY ∂limVi

∂xji ∂limVi

∂y

d TWVj- Xj ∂Vi

∂x

ji ∂Vi

∂y

`@X d Y5]Mº')¥H_

' R h ¸iY+ji+j5WV|-W ¢aRIjxXj«TWVQ5W£6ji h Y

WRji74i h jc6WVTWVY+¸X d YsTj[| d Y k WXWVQ5jiY+WVjiT@RI h XjiY<Q d WTVT d j-Y"Yl h |i+ h ¸iY' 8K!$ !

a h |C d jTVQ5jsXj|- h TVjCi

`HTjiY~ h+d XWVj-H6YtY+ TWVQ5W£6¸-YXjwT d Q d W(' h jsY+W£ d +j H

∂limVi

∂x=

1

2

[minj∈N(i)

sgn

(∂Vj

∂x

)+ max

j∈N(i)sgn

(∂Vj

∂x

)]min

j∈N(i)

∣∣∣∣∂Vj

∂x

∣∣∣∣ .]Mº' _

¶wjQ4-Q3jcR h ∂limWi

∂y'0j++jTWVQ5W£ d +W5Rji 4i h jo¸6jiXjoY+ h T*) j-Ylj-Q k TVj

N(i)Xj-Y

h W d Tj-Y d ¢ d Hw¤YlQ5Q3ji¯|-Q3Q° d ji|Ci '

1 <<VB=;=7FC>?; @ D&9 ;

d RRTVWjsTjY+|C¸-Q d f wbxR h TVj-Y~| d Y| h WV6WVj-Y6j-Y6¸<Y+ h TjsR h k T('iQ5jXj[ d WHl tj- d d ji|q+RI h6d RWj[W h+h ¸-TVW(' h jwWXWVQ5jiY+WVjiT@X d YsTj[|C d RWV h j

4 'n2D

TVj¼X"j-Y<X¸A6.WXjqT d Q d W(' h jY+WV d H6j

Z(x, y) =

0Y+W

(x, y) ∈ [−10, 0] × [0, 1]

1Y+W

(x, y) ∈ [0, 10] × [0, 1].

Page 151: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

V

2

K# !% &FK

¹j-Ys|-XWV+WY±WVWV+W d TVj-Y~X d Ys|-jc| d YsY+HX¸-j-YR d h

(hl, ul, vl) = (5, 0, 0) (x, y) ∈ [0, 6] × [0, 1]

(hr, ur, vr) = (1, 0, 0) (x, y) ∈ [6, 0] × [0, 1]

0j| d Yj-Yl¼ h Q3¸ER deh j Xj Xj h+d h ¸ d |i+W@`jXWYl|-H+WWV+¸EXjE|-H d |i«j«|C?|

'¹ d |-Q3R d h+d WYl¡Xj5T d Y+TV6WVNQ3¸ h Wj d j-|T d YlT+W;6¸i h WVjEQ3H h jk Wji¤jc|ijqYl|C¸-Q d | d R+j k Wji¤TVj[|Ca|

'

! # !% &&K

¹j-Ys|-XWV+WY±WVWV+W d TVj-Y~X d Ys|-jc| d YsY+HX¸-j-YR d h

(hl, ul, vl) = (5,−4, 0) (x, y) ∈ [−10, 0] × [0, 1]

(hr, ur, vr) = (1, 9, 0) (x, y) ∈ [0, 10] × [0, 1]

¹ d |-Q3R d h+d WYlÀXjiY h ¸-YlTV d 6Y«Q3¸ h WjiYE.t = 0.7s

d j-|TjiY h ¸iY+T£ d +Y°6¸i h WVj-YR h |-jcR h k T('iQ5jwR h ajcjcTj[Y+|C¸-Q d f wbw dxk Wj-O| d R6¸cT d R d YljqXj h6d Y+W£6W ]¼ W h 6. h jiY NPORQTS&º

'a` NPORQTSIº

'xjiVNPORQTSIº

')¦H_

'¹j-Y|i hlk jiYXjiYWYl) d Tj- h YtY+H~Xj-Y~X h WV6jiY~R d h d W£6jiY|ijwW&|- 16 h Q3j?jwTjsR h k TQ'-Q3j|-Y+j h j°Yl | d h6d |i;' h j

1D]¼ W h 6. h j NPORQTS@º

'º` NPORQTSº

')¥xji NPORQTS@º

')¦H_

'nY+WV6jo

R h jiXOO| d Y±RTY h+d WXjXHsT d d +j- h .° d |Cj[j-Y40

¼WVY¯RTVY¯ h+d Xj[j[|ij-TTVjO.X h WV6je`TjiY±X¸-j-YWWV6W d TjiYX d Ys|-jc| d YsYlHwX ¸-jiY<R d h

(hl, ul, vl) = (4, 0, 0) (x, y) ∈ [−10, 0] × [0, 1]

(hr, ur, vr) = (0.1, 0, 0) (x, y) ∈ [0, 10] × [0, 1]. h j-Q d h j[jcRI h |ij[| d Ys¸i d TjiQ5jiH±TjYl|C¸-Q d f wb | d T|iTj k Wj-OT d R d YljcXj h+d Y+W£6WVÀji d k Wj- | d R+¸TjE|Ca|;]uW h 6. h j NPORQTSnº

' ` N ORQTStº

'¦¦ j NPORQTSnº

'¦ _

'¶wj RTVYqTj3R d Y+Y d j?.¤T*) h X h j3Xj- +ÀjiÀj-YlR d |-j d j-| T d +j-|CWjO# w 0¯¹Rj h Q3jioXjh ¸iY+X h j«TjoR h k T('iQ5jqXj°T d XWYl|-H+WWV+¸oY d +W d W h j ` h ¸iY+T£ d H[Xj°T d X k TVjYlW?T d h WV+¸ R h ) j- d H . T d ¼WY«XjiYx|-XWV6WVY«WVWV+W d TVj-YXj-Yx deh W dek TjiY°RH¢?Y+WjiYEj5Xj¤T dXWYl|-H+WWV+¸[XO¼X

'

vÆHº

Page 152: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

"!#$%%'&)(% *+F-,

−10−5

05

10 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Hauterde l’eau−Schéma SRNHS

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

x

y

h(x,y,t)

.0/1324)5-67##89;:)"<*-#=>5@?A>#CBDFEG*IH %)JLK F@MNO)PnFQ<R O*+OAAS

∆t = 0.0001 TBUV % *-,W<

5+"*-OF

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

x

h(x

,y0

,t)

Hauteur de l’eau−SRNHS

AnalytiqueSRNHS (sans MUSCL)

NPORQTSº'$UYX4Z[>\+]_^`^a9bdc)b[e

f ^W[>\hgiZ[>j_^lk=mon fiprq>sut'vxw Zy)`;`z v egWZy f zyA[|

∆t = 0.0001~ q z f- \b'e

f zZy v

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration de la hauteur

NPORQTSº'º U3^ v z v Z'b^=[>\ v `^C b

c)b[ f ^=[>\

Page 153: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

V

2

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 10−1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4Champ de la vitesse de l’eau

NPORQTSº'VU X4c)b jC`^ b Az f ^ v+v ^

−10−5

05

10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1−4

−2

0

2

4

6

8

10

Vitesse de l’eau−Schéma SRNHS

−2

0

2

4

6

8

x

y

u(x,y,t)

NPORQTSaº'9VU X4Z[>\+]7^.`^. b Az f ^ v+v ^

A[>^.m n fIprq)sLt"v w Zy)``>z v giZy f zyA[|

∆t = 0.0001 q z f- \+b f zZy v

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 10−4

−2

0

2

4

6

8

10

x

u(x

,y0

,t)

Vitesse de l’eau−SRNHS(sans MUSCL)

AnalytiqueSRNHS (sans MUSCL)

! #"%$'&(*)()+, -.0/21435&7689':;)=<>-?@AB$!) , ?BC&($ ?%ED

∆t = 0.0001DF-GH-8I$ &JKL MC

&($ ?@)

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration de la vitesse

NPORQTS&º')¥,U ^ v z v Z'b^=[>\ v `^ b

Az f ^ v+v ^

vÆ 9

Page 154: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

o7A "!#$%%'&)(% *+F-,

−10−5

05

10

00.2

0.40.6

0.81

−20

−15

−10

−5

0

5

10

Schéma SRNHS−Débit de l’eau

−15

−10

−5

0

5

x

y

q(x,y,t)

; 24>5+6_#P# ,=6>0*?A># BD E *IH %>JuK F9MNO_nF R O*+OAAS

∆t = 0.0001 TBUV % *-,=5+"*-OF

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 10−20

−15

−10

−5

0

5

10

x

q(x

,y0

,t)

Débit de l’eau − SRNHS (sans MUSCL)

AnalytiqueSRNHS (sans MUSCL)

NPORQTS<º')¦ U X4Z[)\-]7^ `[o` ]>z f

gWZ[>j7^ k~m n fIprq>sut'v@w Zy)` `z v giZyef zyA[|h

∆t = 0.00019 q z f- \b'e

f zZy v

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration

NPORQTSµº'vÆPU;^ v z v Z''b"^W[>\ v `[@` e

]>z f

vÆH

Page 155: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

V

2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Mesh NS 300x30

NPORQTSº'µ U7ZAZ `[ bz b^

[ f zz v qq q

0 2 4 6 8 10 12 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Hauteur de l’eau−Schéma SRNHS

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

x

y

h(x,y,t)

NPORQTSaº'vºVU X4Z[>\+]_^r`^.a9b@c)b"[e

f ^=[>\CA[>^ m n fiprq>s"vw Zy)` `z v egiZy f zyA[|

∆t = 0.00034k= q z f- e

\+b f zZy v

0 2 4 6 8 10 121

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5Hateur de l’eau−Schéma SRNHS

SRNHS (avec MUSCL)Analytique

x

h(x,y0,t)

NPORQTSº' U X4Z[)\-]7^.`^ra9b c)b[e

f ^W[>\hgiZ[>j_^lk=mon fiprq>s"vxw Zy)`;`z v egWZy f zyA[|

∆t = 0.0003k~ q z f- \b'e

f zZy v

0 2 4 6 8 10 120

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration

NPORQTS&º' 9,U ^ v z v Z'b^=[>\ v `^ b

c)b[ f ^=[>\

µ ¥

Page 156: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Mesh NS 300x30

NPORQTSº')MU7ZAZ `[ bz b^

[ f zz v qq q

0 2 4 6 8 10 120

0.5

1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Vitesse de l’eau−Schéma SRNHS

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

x

y

u(x,y,t)

NPORQTS º' ¥ U X4Z[)\-]7^ `^ b

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0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5Vitesse de l’eau −Schéma SRNHS (avec MUSCL)

SRNHS (avec MUSCL)Analytique

x

u(x,y,t)

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0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration

O#PQR #,+0&+N$S"G ),M+5 "$H& * ,+-+.

TU

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V

2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Zoom du maillage 150x15

NPORQTSº' ¦MU7ZAZ `[ bz b^

[ f zz v k "q k

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46

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0.2

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0

1

2

3

4

5

6

7

8

Débit de l’eau−Schéma SRNHS

0

1

2

3

4

5

6

7

x

y

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0

1

2

3

4

5

6

7

8Débit de l’eau− Schéma SRNHS

analytiquueSRNHS (avec MUSCL)

x

q(x,y,t)

NPORQTS<º' U X4Z[)\-]7^ `[o` ]>z f

gWZ[>j7^ k~m n fIprq>s"v@w Zy)` `z v giZyef zyA[|

∆t = 0.0003 k= q z f- \b'e

f zZy v

0 2 4 6 8 10 120

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration

NPORQTSµº' º U;^ v z v Z''b"^W[>\ v `[@` e

]>z f

Page 158: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

o7A "!#*+nF , $%%'&)(%

−10−5

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0.5

1

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1

1.5

2

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3

3.5

4

Hauteur de l’eau −Schéma SRNHS

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

x

y

h(x,y,t)

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0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4Hauteur de l’eau− SRNHS (MUSCL)

x

h(x

,t)

SRNHS (MUSCL)Analytique

NPORQTSº'VU X4Z[)\-]7^.`^ra9b c)b[e

f ^W[>\hgiZ[>j_^lk=mon fip k s vxw Zy)`;`z v egWZy f zyA[|

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f zZy v

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration de h

NPORQTSHº'¦¥ U a9^ v z v Z''b"^W[)\ v `^ b

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¦

Page 159: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

V

2

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 10−1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

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NPORQTSnº'¦ U X4c)b j v `^Cb ze

f ^ v+v ^

−10 −5 0 5 100

0.5

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0

1

2

3

4

5

6

Vitesse de l’eau−Schéma SRNHS

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

x

y

u(x,y,t)

NPORQTS±º'¦ UX4Z[>\+]7^ `^ b Az0e

f ^ v-v ^CA[>^dm n fIp k s v w Zy)` `z v egiZy f zyA[|

∆t = 0.0002 q z f- e

\+b f zZy v

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 10−1

0

1

2

3

4

5

6Vitesse de l’eau− SRNHS(MUSCL)

SRNHS (MUSCL)Analytique

NPORQTSsº'¦ ¦ UX4Z[>\-]7^ `^ b ze

f ^ v+v ^hgiZ[>j_^ k~m n fIp k s v|w Zy)`l`z v egWZy f zyA[|

∆t = 0.0002 q z f- \b'e

f zZy v

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration de la vitesse

NPORQTS&º'¦ ÆU ^ v z v Z'b^=[>\ v `^ b

Az f ^ v+v ^

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0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

o7A "!#$%%'&)(% *+F-,

−10 −5 0 5 100

0.5

1

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0

1

2

3

4

5

6Débit de l’eau−SRPCS (MUSCL)

x

q(x

,y,t)

y

0

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2

3

4

5

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−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 10−1

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2

3

4

5

6

x

q(x

,y0

,t)

Débit de l’eau−SRNHS (MUSCL)

SRNHS (MUSCL)Analytique

-@0B BJK$ &, -.0/21435&76#/-9 )=<>-?@AB$!) , ?BC&($ ?%

−10 −8 −6 −4 −2 0 2 4 6 8 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Iso−Concentration du Débit

NPORQTSµº'¦:9 U;^ v z v Z''b"^W[>\ v `[@` e

]>z f

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Page 162: Un schéma aux volumes finis avec matrice signe pour les … · 2017. 1. 17. · Un sch ema aux volumes nis avec matrice signe pour les syst emes non homog enes Slah Sahmim To cite

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