Analyse numérique des méthodes quasi-Monte Carlo appliquées aux modèles d'agglomération


Ali Tarhini, Université de Savoie. 27 juin 2008 13:30 edp 2:00:00
Abstract:

Les méthodes de Monte-Carlo sont des méthodes statistiques basées sur l'utilisation de nombres aléatoires dans des expériences répétées. Les méthodes quasi-Monte Carlo sont des versions déterministes des méthodes de Monte-Carlo. Les suites aléatoires sont remplacées par des suites à faible discrépance. Ces suites ont une meilleure répartition uniforme dans le cube unité. Nous nous intéressons essentiellement à la discrépance (qui est une mesure de la déviation d'une suite par rapport à la distribution uniforme) et à une classe particulière de suites. Dans cette thèse, nous développons et analysons des méthodes particulaires Monte Carlo et quasi-Monte Carlo pour les phénomènes d'agglomération, en particulier pour la simulation numérique des équations suivantes : l'équation de Smoluchowski continue, l'équation de coagulation-fragmentation continue et l'équation générale de la dynamique des aérosols. Ces méthodes particulaires comportent les étapes suivantes : initialisation, discrétisation en temps (schéma d'Euler explicite), approximation de la densité de masse par un nombre fini de mesures de Dirac et quadrature d'intégration quasi-Monte Carlo utilisant des réseaux. Une étape supplémentaire de renumérotage (ou tri) des particules par masse croissante à chaque pas de temps est nécessaire pour assurer la convergence du schéma numérique. Ensuite, nous démontrons un résultat de convergence du schéma numérique pour l'équation de coagulation-fragmentation, quand le nombre des particules numériques tend vers l'infini. Tous nos tests numériques montrent que les solutions numériques calculées par ces nouveaux algorithmes convergent vers les solutions exactes et fournissent des meilleurs résultats que ceux obtenus par les méthodes de Monte Carlo correspondantes.