[ Fiches annuelles 1996-97 / 1997-98> / 1998-99 / 1999-00 / 2000-01 / 2001-02 / 2002-03 / 2003-04 / 2004-05 / 2005-06 ]

Fiche documentaire sur l'activité des chercheurs / Juin 1999 - Juin 2000


NOM		FARGE	DEPARTEMENT SCIENTIFIQUE	SPI
PRENOM		MARIE	SECTION DU COMITE NATIONAL	10
AGE		47 ans	N° de TELEPHONE	01 44 32 22 35
GRADE		DR2	DELEGATION REGIONALE DE L'UNITE	Meudon
UNITE DE RECHERCHE (code, intitulé, ville,directeur)
	UMR B08539 LABORATOIRE DE METEOROLOGIE DYNAMIQUE
	PALAISEAU (Tel :01 69 33 41 45)
	CLAUDE BASDEVANT

HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES Oui Année d’obtention 1987

1) THEMES DE RECHERCHE DEVELOPPES (1999-2000)

SIMULATION NUMERIQUE DE LA TURBULENCE EN BASE D'ONDELETTES ADAPTATIVE:

DEVELOPPEMENT DE LA METHODE CVS (COHERENT VORTEX SIMULATION)

ETUDE DYNAMIQUE ET STATISTIQUE DES STRUCTURES COHERENTES

DANS LES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS ET TRIDIMENSIONNELLES

ANALYSE EN ONDELETTES DES ECOULEMENTS BAROTROPES EN ROTATION

2) POINTS FORTS DE VOS ACTIVITES DE RECHERCHE

1. J'ai développé, en collaboration avec Kai Schneider de l'ICT de l'Université de Karlsruhe, une nouvelle méthode de simulation numérique des écoulements turbulents appelée CVS (Coherent Vortex Simulation), qui est basée sur une intégration déterministe en base d'ondelettes adaptative des modes cohérents et une modélisation statistique de l'effet des modes incohérents, filtrés à chaque pas de temps, sur les modes cohérents. Nous avons appliqué cette méthode pour calculer une couche de mélange bidimensionnelle qui se développe en temps et montré que son évolution est bien prédite avec trente fois moins de modes que si l'on utilise une méthode pseudo-spectrale classique (cf. articles publiés par Physics of Fluids, 1999, et CRAS, 2000).

2. J'ai montré, en collaboration avec Giulio Pellegrino, un de mes étudiants de l'ENSTA qui fait actuellement sa thèse à l'Université de Karlsruhe, que la methode CVS, basée sur un filtrage non linéaire en base d'ondelettes du champ de vorticité, extrait beaucoup mieux les tubes de vorticité dans les écoulements turbulents tridimensionnels que la méthode LES (Large Eddy Simulation), ceci en terme de taux de compression, ainsi-que d'homogénéité et de Gaussianité des composants éliminés qui doivent êre modelisés statistiquement. Nous avons aussi montré que les tubes de vorticité contribuent pour l'essentiel à l'hélicité, tandis-que l'écoulements résiduel éliminé présente une hélicité négligeable, ce qui n'est pas le cas de l'écoulement à petite échelle éliminé par la méthode LES (cf. articles soumis a Flow, Turbulence and Combustion, 2000 et ZAMM, 2000).

3. J'ai repris, en collaboration avec Alexandre Azzalini qui effectue son doctorat sous ma direction, l'étude des écoulements barotropes en rotation calculés à haute résolution et analysés à l'aide de la transformée en ondelettes continue. Nous avons en particulier montré que le filtre non linéaire utilisé pour la méthode CVS définit bien une interface connexe séparant les coefficients d'ondelettes retenus et ceux éliminés. C'est cette connexité de l'interface qui nous permet de valider la stratégie d'adaptation de la base d'ondelettes que nous avons développée pour la méthode CVS. Grâce à cela la méthode CVS, bien que basée sur un projection en base d'ondelettes de type Eulérien, suit les déplacements et les déformations des régions de forte activité non linéaire de l'écoulements comme le ferait une méthode de type Lagrangien. Le calcul des termes non linéaires se fait ainsi sur une grille qui est automatiquement raffinée à chaque pas de temps pour suivre les régions de fort gradient (cf. article en cours de rédaction).

3) PUBLICATIONS DANS LES REVUES AVEC COMITE DE LECTURE ET OUVRAGES EDITES (1998-1999)
(nombre, titres et références les plus significatifs, parus ou à paraitre)

19 articles, dont:

5 articles dans des revues à comité de lecture

Marie Farge, Kai Schneider and Nicholas Kevlahan,

Non-gaussianity and Coherent Vortex Simulation for two-dimensional

turbulence using an orthonormal wavelet basis,

Physics of Fluids, 11, 8, 2187-2201, 1999

Kai Schneider and Marie Farge,

Numerical simulation of a mixing layer in an adaptive wavelet basis,

C. R. Acad. Sci. Paris Serie IIb, 328, 263-269, 2000

Marie Farge, Kai Schneider and Giulio Pellegrino,

Wavelet filtering of three-dimensional turbulence,

Z. angew. Math. Mech., in press, 2000

Kai Schneider and Marie Farge,

Coherent Vortex Simulation (CVS) of two-dimensional turbulence,

Z. angew. Math. Mech., in press, 2000

Marie Farge and Kai Schneider,

Coherent Vortex Simulation (CVS), a semi-deterministic turbulence model using wavelets,

Flow, Turbulence and Combustion, submitted, 2000

7 articles dans des proceedings de conférences à comité de lecture

Marie Farge and Etienne Guyon,

Historical and philosophical journey through mixing and turbulence,

Mixing: Chaos and Turbulence, ed. H. Chaté, J.M. Chomaz and E. Villermaux, Kluwer, 11-36, 1999

Marie Farge, Nicholas Kevlahan, Claude Bardos and Kai Schneider,

Combining deterministic and statistical approaches to compute two-dimensional turbulent flows,

Fundamental Problematic Issues in Turbulence, eds. A. Gyr, W. Kinzelbach

and A. Tsinober, Birkhauser, Trends in Mathematics, 163-174, 1999

Kai Schneider and Marie Farge,

Numerical simulation of forced 2D turbulence using wavelets,

Turbulence and Shear Flow Phenomena, ed. S. Banerjee and J. Eaton, Begell House, 493-498, 1999

Marie Farge and Kai Schneider,

A semi-deterministic turbulence model using wavelets,

Advanced Modelling of Turbulence, ed. B. Launder, IMF Toulouse, 1999

Marie Farge, Kai Schneider and Giulio Pellegrino,

Vortex tube extraction in three-dimensional turbulence using orthogonal wavelets,

Advances in Turbulence VIII, ed. C. Dopazo, CIMNE, 797-800, 2000

Kai Schneider and Marie Farge,

Coherent Vortex Simulation (CVS) of a two-dimensional mixing layer,

Advances in Turbulence VIII, ed. C. Dopazo, CIMNE, 745-748, 2000

Bartosz Protas, Kai Schneider and Marie Farge,

Alignment properties in wavelet filtered two-dimensional forced turbulence,

Advances in Turbulence VIII, ed. C. Dopazo, CIMNE, 793-796, 2000

7 articles dans des ouvrages édités

Kai Schneider and Marie Farge,

Approximation en ondelettes en mécanique des fluides numérique,

Mécanique des Fluides Numérique, Ecole de Printemps du CNRS,

Aussois, 144 pages, 1999

Marie Farge, Nicholas Kevlahan, Valerie Perrier and Kai Schneider,

Turbulence analysis, modelling and computing using wavelets,

Wavelets in Physics, ed. J. C.. van den Berg,

Cambridge University Press, 117-200, 1999

Kai Schneider and Marie Farge,

Computing and analysing turbulent flows using wavelets,

Wavelet Analysis as a Tool for Computational and Harmonic Analysis,

ed. L. Debnath, Birkhauser, in press, 2000

Frank Koster, Kai Schneider, Michael Griebel and Marie Farge,

Adaptive wavelet method for Navier-Stokes equations

Notes in Numerical Fluid Mechanics, ed. E. H. Hirschel, Vieweg, submitted, 2000

Marie Farge,

La turbulence

Dictionnaire des Cultures Scientifiques, ed. N. Witkowski, in press 2000

Marie Farge

L'expérimentation numérique

Dictionnaire des Cultures Scientifiques, ed. N. Witkowski, in press 2000

Marie Farge

How to choose color scale and representation

Science and Art, ed. A. Gyr, in press 2000

4) PARTICIPATION A DES COLLOQUES. Précisez si vous êtes intervenu en qualité de
conférencier invité, l'intitulé du ou des colloques et s’ils ont donné lieu à des actes.

21 - 24 Juin 1999

Conférencière invitée, International Workshop on Intermittency and Turbulence, Newton Institute, Cambridge (Angleterre)

8 - 10 Septembre 1999

CEE-TMR Meeting on Multiscale Methods for Numerical Analysis and Simulation, Lisbonne (Portugal)

12 - 15 Septembre 1999

International Conference on Turbulence and Shear Flow Phenomena, Université de Califormie à Santa Barbara (USA)

16 - 25 Septembre 1999

Séminaires à l'Université de Stanford et à l'Université de Californie à Los Angeles (USA)

5 - 6 Novembre 1999

7th Workshop of the French-German Research Program on Numerical Flow Simulation, Berlin (Allemagne)

18 Novembre 1999

Conférencière invitée au Colloque en hommage à Ha Minh, Institut de Mécanique des Fluides, Toulouse

24 Novembre 1999

Séminaire au département de physique de l'Université d'Eindhoven (Hollande)

27 - 28 Janvier 2000

Rencontres de Physique Statistique, Ecole de Physique et Chimie

1 - 15 Février 2000

Séminaires au Texas Institute of Computational and Applied Mechanics et au département de mathématiques de l'Université du Texas à Austin (USA)

16 Février 2000

Séminaire au département de mathématiques de l'Université d'Illinois, Chicago (USA)

2 - 7 Avril 2000

3 exposés lors du Annual Meeting of the German Association for Applied Mathematics and Mechanics (GAMM), Göttingen (Allemagne)

5 - 6 Juin 2000

Workshop sur la Méthode de pénalisation, département de mathématiques, Université de Bordeaux

18 - 20 Juin 2000

CEE-TMR Meeting on Multiscale Methods for Numerical Analysis and Simulation, Université Paris VII

21 Juin 2000

Workshop franco-allemand sur Transport et mélange dans les écoulements turbulents réactifs et non-réactifs, ENS-Paris

27 - 30 Juin 2000

3 exposés et un poster lors du 8th European Turbulence Conference on Advances in Turbulence, Barcelona (Espagne)

5) SEJOURS DANS DES LABORATOIRES A L'ETRANGER OU MISSIONS SUR LE TERRAIN
EFFECTUES DANS L'ANNEE (durée, dans quel cadre, programme...)

2 - 28 Août 1999

Centre in Statistical Science and Industrial Mathematics, Queensland University of Technology, Brisbane (Australie)

dans le cadre du contrat de l'Australian Research Council sur 'Structural study of long-range dependence, infinite variance and coherent structures',

15 - 25 Octobre 1999

Visite à l'Institut fur Chemische Technik, Karlsruhe (Allemagne)

dans le cadre du programme de recherche franco-allemand 'Simulation, analyse et modélisation du mélange dans les écoulements turbulents' , financé par le Ministère des Affaires Atrangères , programme PROCOPE (contrat 01220ZE),

20 - 24 Janvier 2000

Visite à l'Institut fur Chemische Technik, Karlsruhe (Allemagne)

1 - 15 Février 2000

Visite conjointe au Texas Institute for Computational and Applied Mathematics, Austin,

et au département de mathématiques de l'Université du Texas à Austin

financé par une ‘TICAM Research Fellowship’

11 - 18 Mars 2000

Visite Sienne avec Mariella Loffredo

dans le cadre du programme SOCRATES de la CEE

8 - 11 Avril 2000

Visite à l'Institut fur Chemische Technik, Karlsruhe (Allemagne)

10 - 26 Mai 2000

Visite à l'Institut fur Chemische Technik, Karlsruhe (Allemagne)

6) ENCADREMENT D'AUTRES CHERCHEURS DANS L'ANNEE. Indiquez le nombre de direction,
le niveau de travail dirigé, le pourcentage de participation à cet encadrement et
s'il y a eu sanction par un diplôme (dans l’affirmative le préciser ).

Alexandre Azzalini, thésard à l'Université Paris VI, 100%

Carsten Beta, stage dans le cadre d'un échange SOCRATES avec l'Université de Karlsruhe (Allemagne), Octobre 1999-Avril 2000, 100%

Thorben Kotzbacher, stage de DEA, Ecole Central de Lyon, Avril-Septembre 2000, 100%

Giulio Pellegrino, thésard à l'Université de Karlsruhe (Allemagne), 50%

Jean-Christophe Nave, thésard à Université de Santa Barbara (USA), Septembre 1999, 30%

7) ENSEIGNEMENTS DISPENSES. Précisez le nom de l'Etablissement, la discipline,
le niveau (1er, 2ème, 3ème cycle - à l'exception de la direction des thèses-),
la nature (CM, TD, TP), le nombre d'heures.

Etablissement: Ecole Nationale des Sciences et Techniques Avancées

Discipline: Dynamique des Fluides Numériques

Niveau: 3 ième année (niveau 3 ième cycle)

Nature: 32 h de cours intitulé 'Modélisation physique de la turbulence'

8) VALORISATION. Indiquez votre participation à des actes de valorisation.
Précisez notamment s’il s’agit de dépôt de brevet ou de dossier technique dont vous êtes inventeur ou co-inventeur, d
e licence d'exploitation, de contrat de collaboration de recherche ou d'activité de consultant.

Responsable de l'organisation des manifestations suivantes:

Workshop franco-allemand sur Transport et mélange dans les écoulements turbulents réactifs et non-réactifs, ENS-Paris, 21 Juin 2000

Réunion dans le cadre du contrat CNRS-NSF-DAAD sur Ecoulements turbulents stratifiés en rotation, ENS-Paris, 22 Juin 2000

Colloquium de l'ENS-Ulm (série de conférences d'intérêt général) depuis Septembre 1997 à raison d'une conférence par mois

Responsable des contrats de collaboration suivants:

Programme de recherche franco-américain NSF-CNRS sur ‘Transport and Mixing of Reactive and Passive Scalars in Rotating Stratified Geophysical Flows using Adaptive Spectral and Wavelet Numerical Methods’ (contrat 9201-0690), 2000-2003

Programme de recherche franco-allemand 'Simulation, analyse et modélisation du mélange dans les écoulements turbulents' , financé par le Ministère des Affaires Atrangères dans le cadre du programme PROCOPE (contrat 01220ZE), en collaboration avec Claude Bardos, CMLA, ENS-Cachan, et Henning Bockhorn, ICT, Universität Karlsruhe, 1999-2000.

Programme de recherche franco-allemand 'Wavelets and Multigrid Methods to Compute Turbulent Flows' financé par le CNRS et la DFG dans le cadre du programme 'Fluides numériques' (contrat Gr1144/7-1), en collaboration avec Michael Griebel, Département de mathématiques appliquées, Universität Bonn, 1996-2000.

Plan-Pluri-Formation de l'ENS-Ulm 'Modélisation et Simulation Numérique en Mécanique des Fluides', financé par le Ministère de l'Education Nationale et de la Recherche, en collaboration avec Arnaud Poitou, LMT, ENS-Cachan, 1998-2002

Programme d'échange entre l'Ecole Normale Supérieure de Paris et le département de mathématiques de l'Université de Sienne (Italie), dans le cadre du programme SOCRATES de la CEE, en collaboration avec Mariella Loffredo, département de mathématiques de l'Université de Sienne, 1996-2000.

Programme d'échange entre l'Ecole Normale Supérieure de Paris et le département de génie des procédés de l'Université de Karlsrühe (Allemagne), dans le cadre du programme SOCRATES de la CEE, en collaboration avec Henning Bockhorn, ICT, Universität Karlsruhe, 1998-2002.

Participation dans les contrats de collaboration suivants:

CEE-TMR (contract FMRX-CT98-0184) on 'Wavelets in Numerical Simulation', 1998-2002.

Contrat de la DFG allemande (contrat DFG Bo 693/8-2) sur 'Analysis, modelling and Simulation of Pool Flames', responsable Prof. Henning Bockhorn, ICT, Universität Karlsruhe (TH), Allemagne, 1997-2001.

Contrat de l'Australian Research Council sur 'Structural study of long-range dependence, infinite variance and coherent structures', en collaboration avec Prof. Vo Anh, Center in Statistical Science and Industrial Mathematics, School of Mathematical Sciences, Qeensland University of Technology, Brisbane, Australie, et Prof. Chris Heyde, Center for Applied Probabilities, Columbia University (USA), 1997-2001.

Membre du GDR 'Turbulence', responsable Bernard Castaing.

Membre du groupe de travail de l'Institut Pierre-Simon Laplace, dirigé par Alain Chédin et Claude Frankignoul, sur'Statistiques pour la climatologie'

Membre du jury pour le concours d'entrée dans le Corps de l'Aviation Civile.

Edition de journeaux et activité de referee:

Membre du comité de rédaction des journeaux suivants: Applied and Computational Harmonic Analysis publié par Academic Press,The Journal of Fourier Analysis and Application publié par Birkhaüser.

Referee pour leJournal of Computational Physics, Physics of Fluids , l'Université de Syracuse (USA) et l'Université du Maryland (USA)

9) DIFFUSION DE L'INFORMATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE. Précisez les modalités de votre intervention, publication d'articles dans des revues spécialisées ou de vulgarisation, participation à des expositions en qualité d'animateur ou à des journées "portes ouvertes", organisation de colloques, co-production de films ou contribution à l'alimentation d'une banque de données...

Rédaction de deux articles pour le ‘Dictionnaire des cultures scientifiques’, ed. Nicolas Witkowski, Editions du Regard

Participation à l'exposition sur les mathématiques dans le cadre de l’année mondiale des Mathématiques ‘World Mathematical Year 2000’

Illustration de l’ouvrage ‘Numerical Models of Oceans and Oceanic Processes’, ed. L. Kantha and A. Clayson, Academic Press

Illustration de la page de couverture du numéro de Décembre 1999 des ‘Notices of the American Mathematical Society’

10) ADMINISTRATION DE LA RECHERCHE. Indiquez, si vous avez rempli des fonctions d'administration de la recherche, la nature de ces fonctions ainsi que le cadre dans lequel elles se sont exercées.

Membre élu au Conseil de Laboratoire du LMD

11) DEMANDE PARTICULIERE ET MOBILITE. Veuillez indiquer si vous avez effectué une mobilité dans les 12 derniers mois. Précisez également si vous souhaitez une mise à disposition ou un détachement auprès d’un organisme extérieur au CNRS ; une prolongation de mise à disposition ou de détachement ; un changement de section ; un changement d’affectation ; un rattachement à une commission interdisciplinaire.

Avis du directeur de l’unité de recherche:

Fait à

Paris

30/6/00

Signature du

chercheur

Avis du Directeur de l'unité de recherche :

Fait à

Signature du

Directeur de l’Unité de recherche