Septembre 2023 - Diffusion d'ondes par des objets ayant des géométries complexes, distribuées
Espaces de chemins pour les processus de diffusion d'onde
Insensibilité à la complexité et au raffinement géométrique
Dans la revue Optics Letters nous avons récemment proposé une approche statistique pour la diffusion d'une onde par un objet 3D (Wave-Scattering processes: path-integrals designed for the numerical handling of complex geometries), avec un focus sur l'obtention des propriétés radiatives de particules complexes par résolution d'un problème d'électromagnétisme (sections efficaces d'absorption, de diffusion et fonction de phase). Nous avons produit des procédures d'échantillonnage insensibles à la complexité géométrique pour les processus stochastiques associés à trois modèles - l'approximation de Schiff, l'approximation de Born et une série de Born infinie, rigoureuse - permettant ainsi de traiter toute particule à faible contraste.
Nous avons mis en oeuvre cette approche pour l'approximation de Schiff dans un logiciel libre et à code source ouvert (le site du code de calcul schiff). Nous reproduisons ici un graphique qui illustre deux propriétés essentielles de cette nouvelle approche : - le temps de calcul n'augmente pas quand on complexifie la géométrie des particules ; - le temps de calcul n'augmente pas quand on raffine la description géométrique d'une particule donnée.
D'autres résultats présentés dans l'article montrent que le temps de calcul n'augmente pas non plus quand on ajoute des prises de moyennes sur les distributions de la forme, la taille et l'orientation des particules.
Les avantages usuels de la méthode de Monte Carlo sont maintenant disponibles lors de la résolution de problèmes d'électromagnétismes. Ce faisant, nous sommes maintenant en mesure de produire les propriétés radiatives agulaires et spectrales de la microalgue Arthrospira platensis en 20 minutes, là où plusieurs mois étaient nécessaires avec des méthodes déterministes.
