Structure, stability and evolution of 3D Rossby vortices in protoplanetary disks

Large-scale persistent vortices are known to form easily in 2D disks via the Rossby wave or the baroclinic instability. In 3D, however, their formation and stability is a complex issue and still a matter of debate. We study the formation of vortices by the Rossby wave instability in a stratified inviscid disk and describe their three dimensional structure, stability and long term evolution. Numerical simulations are performed using a fully compressible hydrodynamical code based on a second order finite volume method. We assume a perfect gas law and a non-homentropic adiabatic flow.The Rossby wave instability is found to proceed in 3D in a similar way as in 2D. Vortices produced by the instability look like columns of vorticity in the whole disk thickness; the small vertical motions are related to a weak inclination of the vortex axis appearing during the development of the RWI. Vortices with aspect ratios larger than 6 are unaffected by the elliptical instability. They relax to a quasi-steady columnar structure which survives hundred of rotations while slowly migrating inward toward the star at a rate that reduces with the vortex aspect ratio. Vortices with a smaller aspect ratio are by contrast affected by the elliptic instability. Short aspect ratio vortices are completely destroyed in a few orbital periods. Vortices with an intermediate aspect ratio are partially destroyed by the elliptical instability in a region away from the mid-plane where the disk stratification is sufficiently large. Elongated Rossby vortices can survive a large number of orbital periods in protoplanetary disks in the form of vorticity columns. They could play a significant role in the evolution of the gas and the gathering of the solid particles to form planetesimals or planetary cores, a possibility that receives a renewed interest with the recent discovery of a particle trap in the disk of Oph IRS48.Comment: 12 pages, 15 figures, Accepted for publication in A&

SLOW DENSE GRANULAR FLOWS AS A SELF INDUCED PROCESS

International audienceA simple model is presented for the description of steady uniform shear flow of granularmaterial. The model is based on a stress fluctuation activated process. The basic ideais that shear between two particles layers induces fluctuations in the media that maytrigger a shear at some other position. Based on this idea a minimum model is derivedand applied to different configurations of granular shear flow

Attention to Wi-Fi Diversity: Resource Management in WLANs with Heterogeneous APs

Many home networks integrate a small number (typically 2-4) of Wi-Fi Access Points (APs), with heterogeneous characteristics: different 802.11 variants, capabilities and security schemes. This paper proposes the consideration of these specific characteristics in order to improve the management of network resources. Three use cases are presented in order to showcase the potential benefits. By the use of a user-space AP, which works in coordination with a controller, the network is able to assign each connected station to the AP that best fits with its characteristics. The system also manages security, avoiding the need of adding specific elements for authentication, encryption or decryption. Extensions are proposed to an existing protocol that defines the communication between the AP and the controller, in order to communicate and store the specific characteristics of each AP and end device. This includes new association and handoff schemes that do not introduce any additional delay. The system has been implemented in a real environment, and a battery of tests has been run using three hardware platforms of different characteristics. The results show that handoffs between bands are possible, and estimate the processing delays, the Round-Trip Time and the handoff delay, which is small enough in order not to produce any significant disruption to the user (10-50 ms). Finally, the scenarios of interest have been replicated in a simulation environment, showing that significant benefits can be achieved if the specific characteristics of each AP and station are considered

Waves on vortices; Landau damping versus radiative growth

Non UBCUnreviewedAuthor affiliation: CNRS - Aix-Marseille UniversityFacult

Instabilités radiatives des jets et couches limites atmosphériques

L atmosphère est le siège d écoulements complexes qui peuvent être sources d ondes internes de gravité. Nous nous intéressons en particulier ici aux instabilités radiatives et de cisaillement (ou de Kelvin-Helmholtz). Les études de stabilité d une couche cisaillée dans un fluide stratifié se sont souvent limitées aux cas où la direction du cisaillement de l écoulement moyen était la même que celle de la stratification ; Miles (1961) et Howard (1961) ont ainsi trouvé une condition nécessaire de stabilité basée sur le nombre de Richardson : Ri > 1/4. Dans cette thèse, nous montrons que cette condition n est plus nécessaire dès que le cisaillement et la stratification ne sont pas alignés : nous démontrons qu un jet de Bickley plan peut être déstabilisé pour tous les nombres de Richardson. Bien que le mode le plus instable reste 2D, nous montrons qu il existe une famille infinie de modes instables 3D possédant une structure rayonnante. Une analyse WKBJ est formulée et fournie les principales caractéristiques de ces modes. Nous étudions également une couche limite stratifiée et non visqueuse sur une paroi inclinée en présence d effets non-Boussinesq et compressible. Nous montrons que cet écoulement est instable dès la paroi n est pas horizontale pour tous les nombres de Froude et que le comportement d une perturbation 3D dans un fluide très stratifié est le même qu une perturbation 2D dans un fluide compressible. Des applications des résultats au courant-jet et à une couche limite atmosphérique sont proposées.Complex flows occur in the atmosphere and they can be source of internal gravity waves. We focus here on the sources associated with radiative and shear (or Kelvin-Helmholtz) instabilities. Stability studies of shear layers in a stably stratified fluid concern mainly cases where shear and stratification are aligned along the same direction. In these cases, Miles (1961) and Howard (1961) found a necessary condition for stability based on the Richardson number : Ri > 1/4. In this thesis, we show that this condition is not necessary when shear and stratification are not aligned : we demonstrate that a two-dimensional planar Bickley jet can be unstable for all Richardson numbers. Although the most unstable mode remains 2D, we show there exists an infinite family of 3D unstable modes exhibiting a radiative structure. A WKBJ theory is found to provide the main characteristics of these modes. We also study an inviscid and stratified boundary layer over an inclined wall with non- Boussinesq and compressible effects. We show that this flow is unstable as soon as the wall is not horizontal for all Froude numbers and that strongly stratified 3D perturbations behave exactly like compressible 2D perturbations. Applications of the results to the jet stream and the atmospheric boundary layer are proposed.AIX-MARSEILLE1-Inst.Médit.tech (130552107) / SudocSudocFranceF

Dynamique d'un tourbillon en milieu stratifié (instabilité centrifuge et effets de l'inclinaison)

AIX-MARSEILLE1-Inst.Médit.tech (130552107) / SudocSudocFranceF

L'instabilité elliptique (exemples en aéronautique et en géophysique)

Cette thèse porte sur l'instabilité elliptique des écoulements en rotation. Deux exemples d'application ont été envisagés : l'écoulement dans un sillage d'avion et la dynamique du noyau liquide de certaines planètes. Dans le sillage lointain d'un avion, l'écoulement consiste en deux tourbillons contra-rotatifs. Chaque tourbillon induit un champ de contrainte qui déforme l'autre tourbillon et entraîne sa déstabilisation. Les caractéristiques de cette instabilité sont analysées d'un point de vue théorique et numérique pour différents profils de tourbillon quand un jet axial est présent dans leur coeur. Le deuxième exemple porte sur la stabilité d'écoulement en rotation dans une sphère déformée en ellipsoïde. La déformation elliptique modélise un effet de marée sur le noyau liquide d'une planète. Les propriétés de stabilité de l'écoulement ont été obtenues par méthodes expérimentale et théorique. Un bon accord a été mis en évidence.AIX-MARSEILLE1-BU Sci.St Charles (130552104) / SudocSudocFranceF

Mécanismes moléculaires de la régulation et de la dérégulation de l'épissage alternatif de tau et cTNT dans la dysmorphie myotonique de type 1

La Dystrophie Myotonique de type I (DM1) est une maladie génétique à transmission autosomique dominante. Elle est due à une expansion pathologique de triplets CTG au sein de la région 3'UTR du gène DMPK. Les individus atteints de DM1 souffrent d'une atteinte multi-systémique, qui se caractérise, sur le plan moléculaire, par une altération de l'épissage alternatif de plusieurs transcrits privilégiant l'expression d'isoformes foetales. L'hypothèse physiopathologique majeure de la DM1 repose sur un gain de fonction toxique des ARNm mutés conduisant à des altérations de facteurs régulateurs d'épissage des familles Mbnl et CELF. Dans le cerveau de patients atteints de DM1, un défaut d'épissage alternatif du transcrit de Tau conduit à la surexpression de l'isoforme foetale avec, notamment, une exclusion préférentielle des exons 2 et 3. Ce défaut s'accompagne d'une agrégation de la protéine, signe d'une dégénérescence neuronale. Ainsi, le premier objectif de ce travail a été de mieux connaître les mécanismes moléculaires responsables du phénotype d'épissage pathologique de Tau dans la DM1. Nous nous sommes également intéressés au transcrit de la Troponine T cardiaque (cTNT), transcrit exprimé dans le coeur et dont l'altération d'épissage avec la DM1 conduit à un profil d'épissage de type foetal. Concernant Tau, nos résultats montrent que le profil d'épissage foetal., et en particulier, l'exclusion des exons 2 et 3, est un phénotype qui peut être obtenu par différentes voies moléculaires impliquant différents éléments cis régulateurs. Dans la DM1, ce phénotype résulte d'un mécanisme bien spécifique. Pour l'exon 2, celui-ci semble impliquer un silencer intronique situé dans une région relativement loin en aval de l'exon. Cette même région semble également médier l'effet du facteur d'épissage ETR-3, facteur appartenant à la famille CELF et qui favorise l'exclusion des exons 2 et 3. Pour ce qui est de la régulation de l'exon 5 de cTNT, celle-ci met en cause plusieurs éléments cis régulateurs, tous localisés dans les 150 nucléotides introniques encadrant l'exon. Parmi ces éléments, on identifie un silencer et un enhancer en amont de l'exon et deux enhancers en aval. Nos résultats montrent qu'une région intronique en amont est indispensable à l'effet des expansions de CTG. De plus, dans cette région, nous avons identifié de nouveaux sites fonctionnels de fixation du facteur d'épissage Mbnl1 par rapport à ceux décrits dans la littérature. En conclusion, nos travaux mettent en évidence plusieurs éléments cis régulateurs d'épissage alternatif de Tau et cTNT. Pour ces transcrits, les régions introniques en jeu dans l'effet des expansions de triplets CTG le sont également dans l'effet des facteurs Mbnl ou CELF. Ces résultats confortent l'hypothèse physiopathologique des mécanismes de dérégulation de l'épissage alternatif dans la DM1. Ils montrent également la spécificité des mécanismes mis en jeu dans la pathologie, fournissant ainsi des cibles thérapeutiquesLILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF

SLOW DENSE GRANULAR FLOWS AS A SELF INDUCED PROCESS

International audienceA simple model is presented for the description of steady uniform shear flow of granularmaterial. The model is based on a stress fluctuation activated process. The basic ideais that shear between two particles layers induces fluctuations in the media that maytrigger a shear at some other position. Based on this idea a minimum model is derivedand applied to different configurations of granular shear flow