Un atelier sur la comparaison des théories fluides et cinétique des ondes d’Alfvén à travers l’expérimentation numérique.

Du lundi 7 au jeudi 10 novembre 2005, au CIAS, à l’Observatoire de Meudon.

Comment travailler ?

Les animateurs et quelques personnes motivées présenteraient les problèmes choisis, quelques simulations, et des résultats préliminaires. Ces résultats pourraient être discutés pendant l’atelier. Les participants feraient alors des propositions, tenant compte de leurs moyens de calcul, des codes à disposition, et de leur savoir faire. Une sorte de petit réseau de travail devrait s’établir, avec en perspective, l’obtention de résultats scientifiquement originaux et publiables.

J’ai joint des liens vers quelques articles (en pdf) concernant les sujets que nous aborderons. Il peut être intéressant de les lire, ou du moins de venir avec, au cas où on en discuterait. Vous pouvez en proposer d’autres.

Les sujets

(I) Instabilité paramétrique (de type decay) d’une onde d’Alfvén.

Exposé introductif présenté par Pierre-Louis Sulem.

Proposition pour l’atelier (rappel) : faire des simulations, comparer les résultats entre les simulations venant des différents codes, à la lumière des différentes théories, en discuter. Voir si l’on peut formaliser une sorte de benchmark.

Suggestions de lecture : vasquez_JGR_1995.pdf Bugnon_npg_2004.pdf

(II) Equations de fermeture :

Exposé introductif : Thomas Chust (équations de fermeture avec une distribution quelconque) et Thierry Passot (prise en compte des résonances Alfvéniques).

Proposition pour l’atelier : Pour ceux qui ont un code de type fluide ou hybride : réfléchir comment intégrer de telles équations dans leur code, et faire des essais (par exemple sur le problème de l’instabilité decay d’une onde d’Alfvén mentionné ci-dessus). Pour ceux qui ont un code de type cinétique : sortir en diagnostic le tenseur de pression, et le comparer, pour un problème donné, aux équations de fermeture.

Suggestions de lecture : passot_PhPl_2004.pdf

(III) Filamentation 3D des ondes d’Alfvén.

Exposé introductif : André Mangeney (à confirmer).

Personnes ayant déjà travaillé sur la question : O. Alexandrova, Dimitri Laveder, A. Mangeney, Thierry Passot, Pierre-Louis Sulem.

Proposition pour l’atelier : Il s’agit de choisir des paramètres ainsi que des conditions initiales adéquats qui devraient permettre de retrouver, à l’aide d’un code PIC, au moins les phases initiales de l’instabilité (en commençant par le régime bi-dimensionnel).

Suggestions de lecture : passot_PhPl_2003.pdf alexandrova_JGR_2003.pdf chust_PPS_2005

(IV) Ce qu’il advient d’une onde d’Alfvén se propageant le long d’un gradient de densité.

Exposé introductif : Fabrice Mottez

Proposition pour l’atelier : Discuter des questions suivantes, éventuellement préparer des simulations numériques qui aideraient à y répondre :

L’accélération par des ondes d’Alfvén vue à grande échelle aurait-elle des applications dans des systèmes de taille plus restreinte, ce qui les rendrait apte à des simulations cinétiques permettrant une comparaisons entre les modèles MHD et des modèles cinétiques ou semi-cinétiques.

Que se passe-t-il au niveau de la microphysique (processus cinétiques) dans le vent solaire ?

Quel genre de mécanismes d’accélération Alfvénique peut-on envisager dans l’environnement des planètes géantes ?

Suggestions de lecture : grappin_JGR_2002.pdf genot_AG_2004.pdf

Remarque générale

les frontières entre ces quatre sujets ne sont pas étanches.