TP htrdr-atmosphere

Le TP htrdr-atmosphere est un cahier de travaux pratiques s'appuyant sur le logiciel libre htrdr et mettant en oeuvre le savoir-faire développé au sein du collectif EDStar sur la modélisation du transfert radiatif et sa simulation utilisant des méthodes de Monte Carlo avancées, intégrant notamment des concepts et outils issus de la synthèse d'image. Voir la page du logiciel htrdr.

Pré-requis

Le projet EDIX visant à offrir un environnement dédié au calcul scientifique contient le projet tp_htrdr-atmosphere, une installation du logiciel htrdr-atmosphere compatible avec les cahiers de TP, et l'ensemble des dépendances nécessaires à son bon fonctionnement. Alternativement, l'ensemble des pré-requis est listé sur la page d'installation de htrdr

Réalisation des TPs

Plusieurs TPs indépendants sont proposés. Les énoncés des différents TPs sont disponibles dans les fichiers README.md dans les répertoires en question. En général, le début de chaque TP est très guidé, puis des questions sont proposées comme prétexte à une pratique plus libre. Ces questions ne sont que des exemples possibles parmis d'autres ; ne pas hésiter à dévier de l'énoncé si d'autres questions vous viennent, sentez-vous libre d'explorer à votre guise ! Les thèmes abordés dans les TP proposés sont les suivants :

TP1 : Premiers pas avec htrdr-atmosphere
- 1.1 débuts dans EDIX
- 1.2 environnement de travail
- 2.1 première image avec htrdr-atmosphere
- 2.2 luminances solaires et thermiques
- 3.1 images de nuages cubiques
- 3.2 images de nuages issus de LES (starter-pack)
TP2 : Insensibilité du temps de calcul aux rapports d'échelle
- 1.1 débuts EDIX (cf TP1 1.1)
- 1.2 environnement de travail
- 2.1 exécuter htrdr : calcul d'une image de synthèse
- 2.2 sensibilité à la complexité géométrique du sol
- 3.1 sensibilité à la complexité du champ nuageux
- 3.2 exploration de la construction de grilles accélératrices
TP3 : Sensibilité des flux aux paramètres physiques du système
- 1.1 débuts EDIX (cf TP1 1.1)
- 1.2 environnement de travail
- 2.1 exécuter htrdr : calcul de flux en ciel clair
- 2.2 sensibilité au nombre de réalisations
- 2.3 sensibilité aux paramètres physiques du système
- 3.1 calcul de flux sous des nuages cubiques
- 3.2 expériences de sensibilité avec nuages

Bibliographie

Villefranque et al., JAMES, 2019 : original htrdr paper. Presents null-collision algorithms, acceleration grids, insensitivty to geometry and volume complexity, htrdr software and libraries, Monte Carlo algorithm for solar radiation, a few results e.g. images of clouds.
El Hafi et al., JQSRT, 2020 : three viewpoints on null-collision algorihtms. A physically-driven point of view (null collisions are due to purely forward scatterers), a probability-based one (null collisions are seen as a rejection sampling procedure, and a formal one (null collisions come from expanding Beer's exponential into a Taylor series).
Villefranque et al., Science Adv., 2022 : presents the teapot in the stadium concept from computer graphics, diverted into teapot in the city for urban climate modeling. Discusses three recent breakthroughs in Monte Carlo methods : (i) effective insensitivty to complexity thanks to computer graphics methods, (ii) ability to derive unique path-space formulations for coupled models, (iii) possibility to solve some non-linear problems in a way that preserves the benefits from (i) and (ii).
Meso-Star htrdr website
Meso-Star, Accelerating Structures, 2025 : a presentation on acceleration structures in computer graphics.
Meso-Star, Radiative Transfer Algorithms, 2026 : presents integral formulations and algorithms of htrdr.

Copyright

Licence

Il s'agit d'un logiciel libre publié sous licence GPL v3+ : GNU GPL version 3 ou ultérieure. Vous pouvez les redistribuer sous certaines conditions ; reportez-vous au fichier COPYING pour plus de détails.