Comptes Rendus
Problèmes mathématiques de la mécanique
Existence et stabilité de roll-waves pour les équations de Saint Venant
Comptes Rendus. Mathématique, Volume 338 (2004) no. 10, pp. 819-824.

Les roll-waves sont des ondes progressives entropiques des équations de Saint Venant avec terme source. Elles sont C1 par morceaux et périodiques en espace. On s'intéresse dans cette note à deux problèmes reliés : d'une part l'existence de roll-waves dans un canal à fond périodique et d'autre part la stabilité linéaire des roll-waves dans un canal à fond plat. Ces deux problèmes ont une difficulté commune : la présence d'une infinité de chocs. Par un changement de variable, on fixe ces chocs : on se restreint alors à des fonctions C1 sur { iL ,i} pour un L donné. Dans un canal à fond périodique, on montre ainsi l'existence de roll-waves de petite amplitude dont la vitesse d'onde oscille autour d'une vitesse moyenne. Dans un canal à fond plat dont la pente est proche de 0, on peut montrer que les roll-waves sont linéairement stables.

Roll-waves are entropic travelling waves of the Saint Venant system with a source term. In this Note, we study two connected problems: on the one hand the existence of roll-waves in a channel with a periodic bottom, on the other hand the linear stability of roll-waves over a flat bottom. The main issue is due to the presence of an infinite number of shocks. With the help of a suitable change of variables, we can restrict our attention to C1 functions on { iL ,i}. Then we prove the existence of small amplitude roll-waves with wavespeeds oscillating around an average velocity in a channel with a periodic bottom. For channels with a flat bottom, we show the linear stability of roll-waves when the slope is small enough.

Reçu le :
Accepté le :
Publié le :
DOI : 10.1016/j.crma.2004.03.019
Pascal Noble 1

1 UMR CNRS 5640 (MIP), Université Paul Sabatier, 118, route de Narbonne, 31062 Toulouse cedex, France
@article{CRMATH_2004__338_10_819_0,
     author = {Pascal Noble},
     title = {Existence et stabilit\'e de roll-waves pour les \'equations de {Saint} {Venant}},
     journal = {Comptes Rendus. Math\'ematique},
     pages = {819--824},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {338},
     number = {10},
     year = {2004},
     doi = {10.1016/j.crma.2004.03.019},
     language = {fr},
}
TY  - JOUR
AU  - Pascal Noble
TI  - Existence et stabilité de roll-waves pour les équations de Saint Venant
JO  - Comptes Rendus. Mathématique
PY  - 2004
SP  - 819
EP  - 824
VL  - 338
IS  - 10
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crma.2004.03.019
LA  - fr
ID  - CRMATH_2004__338_10_819_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Pascal Noble
%T Existence et stabilité de roll-waves pour les équations de Saint Venant
%J Comptes Rendus. Mathématique
%D 2004
%P 819-824
%V 338
%N 10
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crma.2004.03.019
%G fr
%F CRMATH_2004__338_10_819_0
Pascal Noble. Existence et stabilité de roll-waves pour les équations de Saint Venant. Comptes Rendus. Mathématique, Volume 338 (2004) no. 10, pp. 819-824. doi : 10.1016/j.crma.2004.03.019. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mathematique/articles/10.1016/j.crma.2004.03.019/

[1] P.W. Bates; K. Lu; C. Zeng Existence and persistence of invariant manifold for semi flow in Banach spaces, Mem. Amer. Math. Soc., Volume 135 (1998) no. 645

[2] H. Berestycki; F. Hamel Front propagation in periodic excitable media, Comm. Pure Appl. Math., Volume 55 (2002) no. 8, pp. 949-1032

[3] A. Bourlioux; A.J. Majda; V. Roytburd Theoretical and numerical structure for unstable one-dimensional detonations, SIAM J. Appl. Math., Volume 51 (1991) no. 2, pp. 303-343

[4] R. Dressler Mathematical solution of the problem of roll waves in inclined open channels, CPAM (1949), pp. 149-190

[5] N. Fenichel Geometric singular perturbation theory for ordinary differential equations, J. Differential Equations, Volume 31 (1979), pp. 53-98

[6] S. Jin; M.A. Katsoulakis Hyperbolic systems with supercharacteristic relaxations and roll waves, SIAM J. Appl. Math., Volume 61 (2000), pp. 273-292 (electronic)

[7] A. Majda The stability of multidimensional shock fronts, Mem. Amer. Math. Soc., Volume 275 (1983)

[8] P. Noble, On the linear stability of roll-waves, Preprint Univ. Toulouse III, 2004

[9] P. Noble, Roll-waves in inclined channels with a periodic bottom, Preprint Univ. Toulouse III, 2004

[10] B. Perthame Derivation of viscous Saint Venant equations for laminar shallow water and numerical validation, Discrete Continuous Dynamical Systems B, Volume 1 (2001), pp. 44-60

[11] K. Tamada; H. Tougou Stability of roll-waves on thin laminar flow down an inclined plane wall, J. Phys. Soc. Japan, Volume 47 (1979) no. 6, pp. 1992-1998

[12] J.P. Vila, Sur la théorie et l'approximation numérique des problèmes hyperboliques non lineaires. Application aux équations de Saint Venant et à la modélisation des avalanches de neige dense, Thèse Univ. Paris VI

Cité par Sources :

Commentaires - Politique


Ces articles pourraient vous intéresser

Multi-shock structure of roll waves

Abdelaziz Boudlal; Valery Yu Liapidevskii

C. R. Méca (2004)


Note on the stability of viscous roll waves

Blake Barker; Mathew A. Johnson; Pascal Noble; ...

C. R. Méca (2017)


Un modèle mathématique de cyclone

Alain-Yves LeRoux; Marie-Noëlle LeRoux; Jean-André Marti

C. R. Math (2004)