We obtain several averaging lemmas for transport operator with a force term. These lemmas improve the regularity yet known by not considering the force term as part of an arbitrary right-hand side. We compare the obtained regularities according to the space and velocity variables.
Nous présentons une approche (1D) d'écoulement mixte en conduite fermée à section non uniforme. Le modèle est dérivé à partir des équations d' Euler compressible et incompressible. Par le choix de variables dites équivalentes et d'une pression adéquate, on réécrit le modèle sous une seule formulation. Ce modèle fait intervenir des termes sources complexes que l'on propose de décentrer dans le cadre d'un schéma cinétique: les termes en question sont les termes sources de pression, les termes de géométrie et la friction. La difficulté du décentrement réside en la nature de chacun des ces termes : produits conservatifs, non-conservatifs ou d'aucun de ces deux types. On termine par quelques tests numériques où l'on compare les résultats obtenus avec une méthode type VFROE. Notamment, notre approche conserve la symétrie de certains écoulements contrairement à une approche explicite classique.
We apply the semigroup setting of Desch and Miller to a class of stochastic integral eqations of Volterra type with completely monotone kernels with a mutiplicative noise term. The corresponding equation is an infinite dimensional stochastic equation with unbounded diffusion operator that we solve with the semi group approach of Da Prato and Zabezyk. As a motivation of our results, we study an optimal control problem when the control enters the system together with the noise.
Nous considérons un écoulement de deux fluides newtoniens, imcompressibles et immiscibles dans un domaine mince. Nous supposons que l'écoulement est gouverné par les équations de Navier-Stokes. Dans un premier temps nous considérons que les deux fluides n'ont pas la même vitesse et nous ne tenons pas compte de la variation de la hauteur totale des fluides. Ainsi nous dérivons un modèle de Saint-Venant bicouche à toit rigide. Nous montrons la stabilité de solutions faibles du modèle. Dans un second temps nous supposons que la surface est libre mais que les deux fluides ont la même vitesse. Nous finissons par une étude numérique du modèle 1D.
Les équations différentielles stochastiques rétrogrades ont été introduites par Pardoux et Peng en 1990. La motivation initiale était de généraliser à des problèmes non-linéaires la formule de Feynman-Kac (représentation probabiliste d'EDP du second ordre). J'essaierai dans un premier temps d'expliquer les liens entre ce type d'équations stochastiques et la théorie des EDP puis dans un second temps je donnerai d'autres applications par exemple à la finance et/ou à la théorie des martingales.
Des entreprises comme Amazon, Google et Yahoo rendent maintenant disponibles une partie de leurs fonctionnalités sous la forme de services web; une application tierce peut communiquer avec ces services via Internet en échangeant des messages dont la structure et le contenu sont publics et formellement définis. Cependant, la documentation précise également une foule d'autres détails sur la manière dont ces services doivent être consommés, exprimés en langue naturelle et échappant à toute formalisation. Ce contexte nous a amené à développer LTL-FO+, une extension de la logique temporelle LTL incluant 1) une forme particulière de quantification du premier ordre; 2) une sémantique à 2, 3 ou 4 valeurs de vérité, selon le contexte. On verra que, contrairement à LTL, elle est appropriée pour exprimer des contraintes sur les séquences de messages propres aux applications web. On s'intéressera par la suite à son runtime monitoring; pour ce faire, nous présenterons BeepBeep, un outil permettant la vérification et l'application de formules LTL-FO+ en temps réel sur de vraies applications web. Finalement, on verra au moyen d'un exemple concret (si la connexion Internet le permet) comment BeepBeep: 1) empêche une application web mal programmée de commettre des erreurs; et 2) nous permet de découvrir que les services web d'Amazon ne respectent pas certains détails de leur propre documentation.
Cet exposé est basé sur le modèle de Canh-Hilliard qui permet de décrire l'évolution du mélange de plusieurs espèces. Il est décomposé en trois parties, une première partie qui concerne la biologie du cancer, la deuxième partie parle d'un modèle mathématique mis en place par Preziosi sur le cancer et enfin on essaie de voir le cancer comme un mélange d'espèces (cellules normales, cellules malades, matrice extracellulaires, ...)
Une justification mathématique de la condition d'adhérence imposée classiquement dans de nombreux modèles (notamment les modèles de mouvement de fluides visqueux) consiste à remplacer la paroi lisse, idéale, par une paroi rugueuse. L'idée est d'imposer uniquement une condition de non pénétration sur la paroi rugueuse, et de montrer que la condition d'adhérence s'obtient dans le modèle limite quand la taille des aspérités tend vers 0. Après avoir discuté du sens à donner à ce passage à la limite, nous montrerons sous quelles conditions une paroi périodique ou cristalline donne lieu à un effet de rugosité uniforme, sur des champs de vecteurs H^1 vérifiant une condition de glissement parfait sur la paroi rugueuse. En particulier cet effet de rugosité est indépendant d'une éventuelle équation satisfaite par les champs de vecteurs sur lesquels on l'applique.
The influence of wall roughness on the slip behavior of a viscous fluid has been discussed in several recent papers. We study the asymptotic behavior of a viscous fluid near a periodic oscillating wall with period epsilon and amplitude depending on the period. We assume the fluid to satisfy the so-called Navier’s boundary conditions. When the period and the amplitude have the same order, it is known that in the limit this boundary condition provides the adherence (or no-slip) condition. This gives a mathematical justification of why adherence conditions are usually imposed for viscous fluids, they are due to the microscopic asperities. In our work we consider the case where the amplitude is much smaller than the period. We show the existence of a boundary layer and, depending on if its value is zero, a positive number or infinite, we get different boundary conditions in the limit. As particular case, we can recover the adherence condition. The proof of our results is based on an original adaptation of the unfolding method, which is closely related to the two-scale convergence method.
Beaucoup de matériaux ont un comportement intermédiaire entre les solides élastiques et les fluides newtoniens. La rhéologie est l'étude de ces matériaux et de leurs conditions d'écoulement. Parmi ces matériaux nous présenterons brièvement la classe des matériaux vitreux/pâteux qui présente plusieurs propriétés caractéristiques des fluides complexes: ce sont des fluides élastoviscoplastiques. Après avoir rappelé ce que sont ces propriétés, nous présenterons un modèle multi-échelle conçu pour décrire le comportement des fluides vitreux. Nous étudierons ensuite les courbes de flots attachées à ce modèle pour montrer que leurs comportement à faible cisaillement subit une transition lorsque l'un des paramètres du modèle passe par une valeur critique.
On donnera la définition des objets en questions avec quelques motivations et des exemples simples. Ensuite, on interprètera ces objets comme un lien entre la géométrie complexe et la géométrie tropicale. Enfin on verra une ou deux applications à certains problèmes de la géométrie algébrique classique, par exemple une condition nécessaire sur les coefficients d'un polynôme réel à deux variables pour que ses zéros réels définissent une courbes de Harnack.
One of the purposes of quantum programming languages is to express quantum programs, however a possibly more important reason is to provide a framework for reasoning about the programs expressing quantum algorithms -- and hence about quantum computation in general.
Indeed, in classical computer science it is frequent to express the reasoning behind a program via several formally-defined logics. These logics provide important frameworks in which to reason and prove properties about the computational processes. Often they arise via the study of type systems for the language. Related to our motivation there is already a quantum logic, which was developed before quantum computing, and which is not known to have a clear relation to quantum programs and algorithms.
The Linear-Algebraic Lambda-Calculus extends the Lambda-Calculus with the possibility to make arbitrary linear combinations of terms a.t+b.u. We want to set up a type system for it which is capable of such handling vectorial notions, i.e. were types themselves form a vector space. This is needed at a practical level for instance in order to prove normalization and unitarity properties of terms. There is also the intriguing question as to what logical meaning we can give these `superposition types'.
Joint work with Pablo Arrighi.
We consider a graph having a single quantum system sitting at each node. The entire compound system evolves in discrete time steps by iterating a global evolution G. Moreover we require that this global evolution G be unitary, in accordance with quantum theory, and that this global evolution G be causal, in accordance with special relativity. By causal we mean that information can only ever be transmitted at a bounded speed, the speed bound being quite naturally that of one edge of the underlying graph per iteration of G. We show that under these conditions the operator G is local; i.e. it can be put into the form of a quantum circuit made up with more elementary, unitary gates -- each acting solely upon neighbouring nodes.
Joint work with Vincent Nesme and Reinhard Werner.
Les méthodes symplectiques pour les systèmes hamiltoniens sont certainement les intégrateurs géométriques les plus connus. Leurs performances surpassant celles des méthodes classiques sur de long temps d'intégration sont bien établies. Une généralisation de ces méthodes d'intégration aux EDP possédant une formulation hamiltonienne, ainsi qu'aux systèmes dérivant d'un lagrangien existe. Elle repose sur la préservation de lois de conservation, celles-ci étant reliées aux symétries du système via le théorème de Noether. Que se passe-t-il pour une EDP n'ayant pas de structure particulière: comment peut-on étendre les performances des intégrateurs symplectiques à une EDP quelconque? Comment conserver les symétries d'une équation par une méthode numérique? Le coeur de l'exposé consistera à présenter une approche d'invariantisation permettant de construire de façon systématique des schémas numériques préservant les symétries de Lie des équations continues. Elle repose sur le concept de repères mobiles introduit par Elie Cartan, puis développé et adapté par M. Fels et P. J. Olver. Les premières applications d'invariantisation ont été réalisées par P. Kim pour les EDO et pour quelques EDP. Une contribution au développement de la méthode sera présentée.
Rencontre annuelle du projet Types, au centre Paul Langevin à Aussois, du 12 au 15 mai.
Groupe de travail pour comprendre ce qu'on pourra de la théorie géométrique de la complexité à la Ketan Mulmuley. On se basera sur ses articles introductifs et les vidéos de ses conférences à l'Institute for Advanced Study en février 2009.
Nous considérons un graphe où les cellules sont caractérisées par un état qui est soit noir, soit blanc. À chaque pas de temps, une cellule, choisie aléatoirement, se met à jour et passe dans l'état minoritaire dans son voisinage. L'évolution globale de ce processus ne semble pas dépendre de la topologie du graphe: dans un premier temps des régions, pavées par des motifs dépendant de la topologie du graphe, se forment rapidement. Puis dans un deuxième temps, les frontières entre ces régions évoluent jusqu'à devenir relativement stables. Nous étudions ce processus sous différentes topologies: arbres, anneaux, grilles, cliques. Ceci nous permet de montrer que même si ce processus se comporte à priori globalement de la même manière sur n'importe quel graphe, modifier la topologie influence la façon dont les régions sont pavées (rayures, damiers), la structure et les mouvements des frontières entre les régions, l'ensemble limite, le temps de relaxation (le temps nécessaire pour que le processus atteigne une configuration de l'ensemble limite). Ainsi, Minorité entraîne des comportements riches et variés qui se révèlent difficile à analyser. Comprendre cette règle simple est néanmoins nécessaire avant de considérer des règles plus compliquées.
An efficient numerical scheme for simulations of fully nonlinear non-breaking surface water waves in 3D is presented. The water depth is either shallow, finite or infinite. The method is based on a fast, rapidly converging, iterative algorithm to compute the Dirichlet to Neumann operator. This is evaluated by expanding the operator as a sum of global convolution terms and local integrals with kernels that decay quickly in space. The global terms are computed very quickly via FFT. The local terms are evaluated by numerical integration. Analytical integration of the linear part of the prognostic equations in Fourier space is obtained to machine precision. The remaining nonlinear components are integrated forward in time using an RK-scheme combined with a special step size control technique. This yields a very stable and accurate time marching procedure. Zeros-padding in the spectral space represents the anti-aliasing strategy. The method requires no smoothing. Illustration through examples show that the total energy is well conserved during the numerical simulations. The scheme is stable and accurate, even for very long time simulations of very steep wave events. The scheme is easily parallelizable. It propagates for example a Stokes wave of slope 0.2985 with a phase shift error of about 0.3 after 1000 periods of propagation.