Notre centre de calcul à pour objectif de contribuer à produire des résultats scientifiques. Nous donnons ici un bref aperçus des publications et communications que nous avons pu aider à produire.
Pour mémoire voici des exemples de phrases types proposées pour citer l’utilisation de la plate-forme de calcul dans les publications et communications :
Pour en savoir plus sur la science qui se fait ici :
Publications référencées sur HAL
Par ordre décroissant de date de notification
Title: Compound Regularization of Full-waveform Inversion for Imaging Piecewise Media,
Authors: Aghamiry H., Gholami A., Operto S.
In: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, DOI: 10.1109/TGRS.2019.2944464 .
Title : Thermophysical modeling of main-belt asteroids from WISE thermal data.
Authors : Hanuš, J., Delbo, M., Durech, J. & Alí-Lagoa, V.
In : Icarus 309, 297–337 (2018). https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.03.016
Year : 2018 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02308093v1
Simulation par dynamique moléculaire d’un motif protéique particulier, le motif ALPS pour ArfGAP1 Lipid Packing Sensor.
Pour cela il est nécessaire de créer différents modèles de membranes tout atomes afin de simuler les défauts de packing des lipides et d’analyser les interactions entre ces lipides et ce motif protéique. De nombreuses simulation de dynamiques moléculaires de ces gros systèmes sont nécessaires afin de comprendre ce mécanisme de senseur de courbure membranaire.
Formation des amas de galaxies, évolution des propriétés des galaxies dans les amas, a partir de simulations hydro
Le rôle de l’instabilité gravitationnelle dans l’évolution du Système Solaire
Analyses de la biodiversité des micro-organismes dans l’environnement
Comparaison de séquences ADN
Librairie d’objets C++/ObjC/MPI pour le calcul parallèle en système dynamique.
Pour réduire le temps passé a programmer des simulations qui partagent les même techniques de résolution, j’ai développé un framework multithread (machines multicœurs) pour résoudre des équations de réaction-diffusion. Je travaille actuellement sur une version MPI et je souhaiterai pouvoir tester en grandeur nature sur un grand nombre de cœurs les performances de ce framework. Il s’agit de tests extrêmement courts (quelques minutes), mais sur beaucoup de cœurs.
Dynamique de failles et séismes
taches "Observing conditions prediction tools" du programme ELT-Prep du FP7 européen
Étude des contraintes d’orthogonalité sur la méthode EMFCI.
Nous avons développé une méthode d’une grande précision pour le calcul des états électroniques moléculaires fondamentaux et excités : la méthode EMFCI ``Electronic Mean-Field Configuration Interaction’’. Toutefois le calcul des éléments de la matrice de l’opérateur hamiltonien est très coûteux dans cette méthode. Le but du projet est d’étudier le gain en temps calcul que peuvent apporter les contraintes géométriques dites de ``p-orthogonalité’’ récemment proposées.
Calcul à haute précision des singularités de l’équation d’Euler
Modélisation couplée de l’évolution stellaire et planétaire Utilisation des codes CEPAM et CESAM ; calculs d’évolution pour différents paramètres
Mise en évidence d’un phénomène de quantisation de la variabilité basse-fréquence du Gulf Stream pour des modèles baroclines.
Modélisation d’environnement stellaire de gaz et poussière dans les étoiles chaudes.
Heliosismologie locale
Bioinformatique sur invertébrés marins ; Contact : Philippe Dru
Phylogénie moléculaire ; Contact : , P Lapebie, Me Houlison
Simulations numériques pour modéliser le signal gravitationnel de la population cosmologique des systèmes binaires d’étoiles à neutrons
Deconvolution par la méthode de Monte Carlo
Instabilités et turbulence magnétohydrodynamiques.
Modélisation du mouvement collectif de myxobactéries
Le mouvement d’une myxobactérie est modélisée par deux équations de Langevin. Pour étudier le mouvement collectif dans une colonie de bactéries, il faut en conséquence intégrer 2*N équations de Langevin, avec N le nombre de bactéries dans le système. Les équations de mouvement d’une bactérie sont couplées aux équations des bactéries dans le voisinage. Donc, une simulations consiste à intégrer 2*N équations de Langevin couplées. Les propriétés macroscopiques du système de bactéries devraient changer à haute et faible densités.
Les simulations envisagées nécessiteront de 15 à 50 cores pour des temps allant de 1 à 7 jours par simulations, pour chaque jeu de paramètres (1 simulation = l’intégration de 2*N équations = 1 CPU).
Mécanismes de destruction et d’évolution des petits corps du Système Solaire
Génomique et transcriptomique des nématodes parasites de plantes
Formation et évolution des planètes géantes dans le disque proto-planétaire
turbulence et structures dans les plasmas magnétisés
Rhéologie de suspensions concentrées
dépouillement par algorithme de "recuit simulé" de données qui proviennent du Dôme C en Antarctique
Modélisation numérique de la propagation d’ondes sismiques dans des milieux acoustiques/élastiques 2D/3D. Schémas numériques fondées sur des méthodes de différences finies et de volumes finies (Galerkin discontinu) implémentés dans les domaines temps-espace et fréquence-espace.
SIMulation pour Etoiles Chaudes Actives
Modélisation stellaires (structure, évolution, atmosphères)
Analyse et prédiction des spectres ro-vibrationnels de molécules importantes dans les atmosphères planétaires.
Nous avons développé en collaboration avec le Prof. J. Liévin de l’Université Libre de Bruxelles (projet TOURNESOL pour la collaboration Franco-Belge), une chaîne de codes numériques pour le calcul ab initio de spectres moléculaires de rotation-vibration. Les méthodes nouvelles mises au point et implémentées dans ces codes sont basées sur un traitement hiérarchique des couplages entre degrés de liberté de rotation-vibration. Elles ont permis de calculer les transitions rotationnelles (bandes P et Q) du méthane dans son état vibrationnel fondamental avec une précision inégalée. Nous avons ainsi démontré que nos méthodes étaient susceptibles de compléter utilement les bases de données spectroscopiques. Nous sommes à présent en phase d’exploitation de nos logiciels. Nous avons en particulier entrepris en collaboration avec L. Brown et G. Orton de la NASA (projet PNP) l’étude des états vibrationnels excités du méthane en vue de l’exploitation des données IR de la mission Cassini. D’autres molécules sont en cours d’étude avec des groupes à Montpellier et à Pau. Pour chaque nouveau système moléculaire, la détermination de la hiérarchie des couplages la plus efficace pourra être faite au mésocentre. Celle-ci ayant été établie, un calcul définitif pourra être lancé sur un des centres de calcul nationaux.
Magneto-convection dans les atmospheres stellaires
Simulation des grandes échelles de sillages turbulents.
On s’intéresse à la simulation des grandes échelles de sillages turbulents par méthodes d’ordre élevé, sur la base d’une technique de viscosité spectrale évanescente. Cette approche est appliquée à différents problèmes tests, modèle de véhicule automobile ou colline 3D, dans le cadre du programme DFG-CNRS “LES of complex flows” ou encore à l’étude de sillages stratifiés thermiquement, en collaboration avec le CTSN (Toulon Navale).
Modélisation thermique des asteroides
Analyse des données du fond gravitationnel stochastique pour le projet LIGO-Virgo
Simulation des écoulements atmosphériques pour la prévision du seeing astronomique
Même si la production d’images n’est pas vraiment le "cœur de métier" d’un mésocentre, ce n’est pas une raison pour se priver lorsque l’on en reçoit.
3 cartes de densité du gaz contenu dans une galaxie choisie parmi le catalogue final d’une simulation cosmologique d’un volume cubique d’Univers de 50Mpc de coté contenant 2 fois particules. L’origine du repère donne la position du trou noir central de la galaxie, qui vient de connaître une phase d’accrétion de matière qui engendre le renvoi d’énergie cinétique au milieu interstellaire (feedback), concentré dans deux régions coniques (jets) de part et d’autre du plan d’accrétion du trou noir. Les trois cartes représentent la même galaxie à trois moments successifs de la simulation. On observe la formation de deux lobes de gaz, matérialisant l’existence de jets de matière à l’intérieur de nos simulations et l’apparition de cavité vides de gaz autour du trou noir. Ce phénomène est important, notamment dans la compréhension de la formation des galaxies elliptiques et l’arrêt de la formation stellaire dans ces galaxies particulières.
Relation Masse du trou noir-Dispersion de vitesse des étoiles des centres galactiques, comparée aux données observationnelles issues de plusieurs travaux. Cette relation est obtenue à partir d’une simulation d’un volume de 50Mpc de coté contenant 2 fois 192^3 particules. Ce résultat est important car il montre que nos simulations, incluant pour la première fois la dynamique du gaz, la formation stellaire, l’effet des supernovæ, la croissance par un disque d’accrétion gazeux des trous noirs apparus très tôt avec une masse très faible, puis l’impact des noyaux galactiques actifs sur leur environnement, permettent de reproduire un grand nombre d’observations dont les importantes relations entre la masse du trou noir et les propriétés de leur galaxie hôte.
{FLV}StandAGNTunnedDiffBIS_GasDensity{/FLV}
Nous n’avons pas encore de légende, mais c’est tellement relaxant à regarder...
Solution of the three-dimensional Monge-Ampère equation for cosmological reconstruction : two isosurfaces of the simulated potential motion in a periodicity cube (note that the solution is non-periodic, as a sum of a term describing a uniform expansion and a periodic function) at the levels of 1/8 and 1/2 of the maximum in the cube.
Étude d’instabilités convective/absolue : sillage 2D résultant d’un profil de vitesse obtenu par la simulation numérique directe des équations avec une méthode spectrale Chebyshev multi-domaine. Visualisation de la vorticité.
Calcul d’écoulements turbulents par « simulation des grandes échelles » (Large-Eddy Simulation) : les équations de Navier-Stokes sont résolues par une méthode d’ordre élevée, stabilisée par une technique de viscosité spectrale évanescente (Spectral Vanishing Viscosity). Cette approche SVV-LES permet le calcul du sillage d’un modèle de véhicule automobile. (M. Minguez, R. Pasquetti, E. Serre, Physics of Fluids, 20, 2008).
Volume rendering of the magnetic energy and magnetic field lines, for the normalized magnetic field averaged in time during the run ; (a) point A7 and (b) point A8.
Growth rates for the kinematic dynamo generated by mean flow versus the magnetic Reynolds number ; (b, middle fig.) kinematic eigenmode of the first dynamo window (at low) ; (c, r.h.s. fig) kinematic eigenmode of the second dynamo window (at large). Both eigenmodes are shown in volume rendering of the magnetic energy, and some magnetic field line (imagery made with Vapor).
cubique | cylindrique | sphérique |
Simulation dynamo pour différentes conditions aux limites par une méthode de pénalisation : le fluide est contraint/pénalisé dans une géométrie cubique, cylindrique ou sphérique dans la boîte périodique, mais pas le champ magnétique (en vert).
Propriétés physiques des astéroïdes : agrégat formé par ré-accumulation de fragments plus petits issus de la destruction d’un astéroïde. Les couleurs représentent les différents fragments qui se sont ré-accumulés.
Formation des astéroïdes binaires : système binaire créé par accélération de la rotation d’un objet (due à l’effet thermique YORP). Les particules oranges proviennent de la surface du corps initial, celles en blanc de l’intérieur. Le satellite est essentiellement formé de particules de surface. Les pôles du corps central révèlent de la matière originellement à l’intérieur du corps initial, celle de la surface est descendue vers l’équateur puis s’est échappée du fait de l’accélération de la rotation.
Plasma Filamentation in Hall MHD
Comparaison entre modèle Landau fluid (gauche) et simulation PIC (droite) d’une structure magnétique résultant de la filamentation d’ondes d’Alfvén dans un plasma non collisionnel à faible béta.
Plasma transport with velocity shear.
Seismograms.
Carte PGV (peak ground velocity) qui montre la vitesse maximale de déplacement du sol mesurée en surface engendrée par un séisme situé à 5 km de profondeur. Cette carte a été calculé par un code 3D basé sur une méthode par éléments finis en Galerkin discontinu.
Simulation numérique directe d’une particule de taille finie (en bleu) dans un écoulement turbulent par méthode de pseudo-pénalisation. Les niveaux de rouge représentent le module de la vorticité.
À gauche : coupe dans le plan équatorial de la particule montrant le détachement de la couche limite turbulente.
À droite : interaction entre la particule et les structure vorticales de l’écoulement.
Dynamique du tenseur des gradients de vitesse M moyenné sur un volume d’échelle caractéristique r (modèle de la tétrade) : Visualisations des densités de probabilité jointe des invariants et, pour r=L/4 (à gauche) et (à droite), où L est la plus grande échelle de l’écoulement turbulent. Quand r diminue, la distribution est de moins en moins symétrique, traduisant une distribution de M de moins en moins gaussienne. Les iso-contours noirs sont distribués logarithmiquement et la densité de probabilité décroît du bleu vers le rouge. Au-dessus de la séparatrice l’écoulement est dominé par les rotations, et au-dessous, par les déformations. Par exemple, en-haut à gauche, la topologie locale est celle de filaments de vorticité, structures 1D dominée par la rotation, et en bas à droite, celle de nappes de vorticité étirées.
Pour en savoir plus sur la science qui se fait ici.
Notre centre de calcul à pour objectif de contribuer à produire des résultats scientifiques. Nous donnons ici un bref aperçus des publications et communications que nous avons pu aider à produire.
Pour mémoire voici des exemples de phrases types proposées pour citer l’utilisation de la plate-forme de calcul dans les publications et communications :
- en français : “ Les calculs ont été effectués sur le calculateur du m ésocentre SIGAMM hébergé à l’Observatoire de la Côte d’Azur".
- en anglais : “ Computations have been done on the ’Mesocentre SIGAMM’ machine,hosted by Observatoire de la Cote d’Azur”.