SEMINAIRE D'ANALYSE NUMERIQUE
Année universitaire 2011-2012


Jeudi 10 mai 2012 :  Frédéric COQUEL  (Ecole Polytechnique)
Conditions de stabilité des solutions-choc de systèmes hyperboliques sous forme non-conservative et applications à l'aérodynamique.

La motivation des travaux est l’étude mathématique de l’interaction anisotrope entre une onde de choc et une turbulence développée lorsque cette interaction est modélisée par les équations de Navier-Stokes moyennées avec tensions de Reynolds.

L’analyse des profils de viscosité associés aux ondes planes montre l’existence de phénomènes tangentiels non triviaux, susceptibles d’induire des mécanismes d’instabilité violente dans les profils de compression d’amplitude suffisamment grande. Ces germes d’instabilité s’expriment déjà dans les modèles aux tensions de Reynolds les plus simples et ils sont montrés être intimement liés à la prédiction de taux de productions de turbulence anormalement élevés à la traversée d’un profil de compression. L’analyse éclaire l’influence stabilisante d’un terme de modélisation souvent ignoré, la correction dite de Ristorcelli, dont l’existence est dictée par la nature compressible du fluide. Nous montrons que choisir suffisamment grande la constante de temps associée à cette correction permet de restaurer la stabilité multidimensionnelle du choc plan (choc défini dans la limite d’un nombre de Reynolds infini), sans contrevenir à la condition de production de turbulence à la traversée de ce dernier.

L’absence de formulation faible classique pour décrire la limite de fluide parfait des équations complique l’analyse mathématique des solutions chocs et de leur stabilité. Nous montrons que le récent formalisme des relations cinétiques introduit par l’auteur et collaborateurs permet de proposer une extension très naturelle des conditions de stabilité structurelle du choc droit dues à Majda puis des conditions de stabilité multidimensionnelles introduites par D’aykov-Erpenbeck-Lopatinski dans le cadre d’équations hyperboliques conservatives.