Mines de Saint Étienne Thème Océan : Simulation numérique de Solitons et de Tsunamis avec Python (niveau intermédiaire) du Jeudi 24 octobre 2019 au Vendredi 25 octobre 2019

L’objectif du stage s’inscrit dans la thématique Océan proposée cette année et a pour but de :

1. montrer de quelle manière on peut discrétiser et implémenter en python des schémas numériques explicites en temps pour simuler la propagation de solitons en une dimension d’espace et de tsunamis en deux dimensions d’espace.

2. présenter les points clefs de la méthode LBM (Lattice Boltzmann Method ), puis programmer à partir d’une feuille blanche un tel algorithme en deux dimensions d’espace afin de conduire des simulations numériques relatives à la propagation d’ondes de surface.

INSCRIPTION

Inscription et logistique : Marc ROELENS (roelens@emse.fr, 0477420173)

Date limite d’inscription : 1 octobre 2019

• Intervenant et contact : Asdin AOUFI, ingénieur de recherche au Laboratoire CNRS Georges Friedel ( aoufi@emse.fr 0477420125).

• Pré-requis : stage ouvert aux enseignants de toutes disciplines. Aucune connaissance spécifique du langage python n'est attendue (il faut néanmoins être à l'aise avec au moins un langage de programmation).

• Lieu : Ecole des Mines, 158 Cours Fauriel, Saint-Etienne.

Les stagiaires devront apporter leur propre ordinateur portable.

• Méthodes pédagogiques : séances sous forme de travaux dirigés, sur PC.

• Documents fournis : le support de formation au format pdf et les scripts python.

• Nombre de stagiaires : 15 maximum.

PROGRAMME

Premier jour

9h00 -9h15 Accueil

9h15–12h15 Solitons hydrodynamiques: définition et caractéristiques

Vagues en eau peu profonde : Etude de l’équation de Korteweg de Vries en 1D,

Eléments historiques, mathématiques et numériques.

Calcul numérique de la solution analytique.

Implémentation du schéma de discrétisation numérique explicite en temps

Création d’animations 1D.

12h30 - 13h45 Déjeuner

13h45 - 17h45 Tsunami : caractérisation des tsunamis : initiation, propagation et déferlement

Modélisation : shallow water equations en 2D

Schéma numérique de type différences finies explicite en temps

Implémentation élémentaire, non vectorisée puis vectorisée

Simulations numériques et création d’animations 2D et 3D

19h Repas en ville

Deuxième jour

9h – 12h Rappels sur l’équation de Boltzmann: définition et propriétés mathématiques

La méthode LBM : Etude de l’algorithme bidimensionnel D2Q9

Implémentation élémentaire, non vectorisée puis vectorisée

12h30 – 14h Déjeuner

14h – 16h Etude d’une implémentation optimisée

Simulations numériques de plusieurs cas tests

16h – 16h30 Bilan de fin de stage

LOGISTIQUE

Lieu : Ecole des Mines, 158 Cours Fauriel, 42100 Saint-Etienne.

Repas : les deux déjeuners et le dîner du premier jour seront pris en charge par l'EMSE.

Logement (à la charge des stagiaires) :

Possibilités à la maison des élèves (chambre 29€, studio 36€,) Tel : 04 77 42 93 00, administration-me@emse.fr

Autres solutions à proximité :

- Hôtel Astoria, 5 min de l'EMSE à pied http://www.hotel-astoria.fr/

- Hôtel Continental, centre ville, 10 min par bus (ligne 6) http://www.hotelcontinental42.fr/