Simulations numeriques : problemes a n corps pour les systemes auto-gravitants et les plasmas

par Jean-Louis Rouet

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de MARC R. FEIX.

Soutenue en 1990

à Orléans .

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  • Résumé

    L'evolution de systemes auto-coherents unidimensionnels a n corps faiblement correles est etudiee grace a des simulations numeriques. La nature particulaire du systeme ajoute aux effets collectifs, des effets de grain que l'on considere comme des perturbations. Pour les trois parties de cette these, le caractere unidimensionnel des systemes permet l'elaboration d'un code simple rapide et de plus exact, decrit en annexe. La premiere partie etudie l'instabilite de jean pour un univers en expansion unidimensionnel. Nous trouvons que le principe cosmologique, l'homogeneite de l'univers, est verifie pour peu que la dimension du systeme etudie croisse plus vite que l'expansion. La deuxieme partie porte sur la relaxation d'un systeme gravitationnel unidimensionnel grace a deux codes de phylosophie tres differentes: le code eulerien (seuls les phenomenes collectifs sont simules) et le code n corps. Les resultats du premier code montrent la formation et la persistance de trous dans l'espace des phases, qui empechent le systeme d'atteindre un etat stationnaire. L'etude de la relaxation d'une population test et l'ensemble des resultats numeriques montrent clairement le couplage entre phenomenes collectifs et individuels. La troisieme partie s'applique au cas d'un plasma electrostatique. L'idee de la particule test, qui illustre les effets de grain, lui sert de cadre theorique et permet de predire le spectre des fluctuations du champ. Nous determinons, grace a ce concept, le temps caracteristique d'evolution d'une population test et les possibilites que seule peut donner l'experience numerique permettent d'illustrer et de confirmer les resultats de la theorie de lenord-balescu


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