Atmospheric Radiation Boundary Conditions for the Helmholtz Equation
BARUCQ, Hélène
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Université de Pau et des Pays de l'Adour [UPPA]
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Université de Pau et des Pays de l'Adour [UPPA]
DURUFLÉ, Marc
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Institut de Mathématiques de Bordeaux [IMB]
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Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Institut de Mathématiques de Bordeaux [IMB]
BARUCQ, Hélène
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Université de Pau et des Pays de l'Adour [UPPA]
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Université de Pau et des Pays de l'Adour [UPPA]
DURUFLÉ, Marc
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Institut de Mathématiques de Bordeaux [IMB]
Advanced 3D Numerical Modeling in Geophysics [Magique 3D]
Institut de Mathématiques de Bordeaux [IMB]
GIZON, Laurent
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research [MPS]
Institut für Astrophysik [Göttingen]
New York University [Abu Dhabi]
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research [MPS]
Institut für Astrophysik [Göttingen]
New York University [Abu Dhabi]
LEGUÈBE, Michael
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research [MPS]
Institut für Astrophysik [Göttingen]
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Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research [MPS]
Institut für Astrophysik [Göttingen]
Langue
en
Article de revue
Ce document a été publié dans
ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis. 2018-06, vol. 52, n° 3
EDP Sciences
Résumé
Ce travail apporte quelques contributions à l'étude numérique des ondes acoustiques se propageant dans le Soleil et son atmosphère. Il se base sur la caractérisa-tion des ondes sortantes dans l'atmosphère représentée par ...Lire la suite >
Ce travail apporte quelques contributions à l'étude numérique des ondes acoustiques se propageant dans le Soleil et son atmosphère. Il se base sur la caractérisa-tion des ondes sortantes dans l'atmosphère représentée par une vitesse constante et une densité décroissant exponentiellement. Les ondes sortantes sont régies par un opérateur Dirichlet-to-Neumann qui est obtenu par la factorisation de l'équation de Helmholtz formulée dans les coordonnées sphériques. Afin d'étendre l'équation des ondes sortantes à des géométries axisymétriques ou 3D, différentes approximations sont menées en util-isant la fréquence et/ou l'angle d'incidence comme paramètres d'intérêt. Ceci mène à des conditions de frontière que nous appelons Conditions de Radiation Atmosphériques (ARBC) et qui sont testées en configuration idéalisées et réalistes. Ces conditions ARBC offrent des résultats précis et réduisent le coût de calcul d'un facteur deux pour le cas du Soleil.< Réduire
Résumé en anglais
This work offers some contributions to the numerical study of acoustic waves propagating in the Sun and its atmosphere. The main goal is to provide boundary conditions for outgoing waves in the solar atmosphere where it ...Lire la suite >
This work offers some contributions to the numerical study of acoustic waves propagating in the Sun and its atmosphere. The main goal is to provide boundary conditions for outgoing waves in the solar atmosphere where it is assumed that the sound speed is constant and the density decays exponentially with radius. Outgoing waves are governed by a Dirichlet-to-Neumann map which is obtained from the factorization of the Helmholtz equation expressed in spherical coordinates. For the purpose of extending the outgoing wave equation to axisymmetric or 3D cases, different approximations are implemented by using the frequency and/or the angle of incidence as parameters of interest. This results in boundary conditions called Atmospheric Radiation Boundary Conditions (ARBC) which are tested in ideal and realistic configurations. These ARBCs deliver accurate results and reduce the computational burden by a factor of two in helioseismology applications.< Réduire
Mots clés
Atmosphere
Helmholtz equation
Radiation boundary condition
Project ANR
Méthodes Numériques Avancées pour Ecouter et Explorer le Soleil - ANR-16-MRS3-0019
Origine
Importé de halUnités de recherche