Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2003. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains vii, 137 p. : ill. (some col.), maps (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 71-76).

Massive star formation takes place in the dense cores of molecular clouds where the stars may be obscured at optical wavelengths. An excellent signpost of a massive young stellar object is the presence of an ultra-compact HII region (UCHii), which is a dense photo-ionised cocoon of gas surrounding the newly formed star. The aim of this project is to develop an assembly of numerical tools, caravela, that can simulate realistic data streams representing high-mass star forming regions in our Galaxy. The synthetic output consists in images and photometric point source catalogues, in the IRAS and Herschel wavebands. In an era when large observational surveys are increasingly important, this tool can produce simulated infrared point-source catalogues of high-mass star forming regions on a Galactic scale. The approach used is to construct a synthetic Galaxy of star-forming regions represented by SED templates. The star-forming regions are distributed randomly along a four spiral arm morphology, although a wide range of geometries can be used including rings and different numbers of spiral arms. The caravela code then observes the synthetic Galaxy to produce simulated images and point source catalogues with appropriate sensitivity and angular resolution. caravela was first used to model the simulated Galaxy by constraining the synthetic output to observations made by IRAS. This numerical tool will allow the user to infer physical properties of the Galactic population of high-mass star forming regions from such observations. Second, the selected model was again observed with caravela in Herschel mode. These are therefore predictive results for the future Herschel observations. A model with 4.0×104 compact proto-stars embedded in larger grey-body envelopes (with T = 40 K and linear size scale lIII = 5.0 × 106 AU) is the best-fit model to the IRAS observational data set studied. We found a level of contamination from low- and intermediate-mass objects of " 90%. The modelled data set resulting from the Herschel simulation resulted in the detection of approximately twice as many Herschel objects than IRAS, which is consistent, in a limited way, with the real observed companion clump fraction (CCF) of 0.90 ± 0.07 (Thompson et al., 2006) means that on average there were observed 2 sources per one IRAS source. Our caravela and the real observed CCF are therefore consistent. caravela was coupled with an independent diffuse emission model (Paladini et al., 2007) and the resulting analysis is presented as an interesting seed for the future.

La formation des structures dans l'univers demeure une des interrogations majeures en cosmologie. La croissance des structures dans le régime linéaire, où l'amplitude des fluctuations est faible, est bien comprise analytiquement, mais les simulations numériques à N-corps restent l'outil principal pour sonder le régime "non-linéaire" où ces fluctuations sont grandes. Nous abordons cette question d'un point de vue différent de ceux utilisés couramment en cosmologie, celui de la physique statistique et plus particulièrement celui de la dynamique hors-équilibre des systèmes avec interaction à longue portée. Nous étudions une classe particulière de modèles 1-d qui présentent une évolution similaire à celle rencontrée dans les modèles 3-d. Nous montrons que le clustering spatial qui se développe présente des propriétés (fractales) d'invariance d'échelles, et que des propriétés d'auto-similarité apparaissent lors de l'évolution temporelle. D'autre part, les exposants caractérisant cette invariance d'échelle peuvent être expliqués par l'hypothèse du "stable-clustering". En suivant une analyse de type halos sélectionnés par un algorithme "friend-of-friend", nous montrons que le clustering non-linéaire de ces modèles 1-d correspond au développement d'une éhiérarchie fractale statistiquement viriélisée". Nous terminons par une étude formalisant ue classification des interactions basée sur des propriétés de convergence de la force agissant sur une particule en fonction de la taille du système, plutôt que sur les propriétés de convergence de l'énergie potentielle, habituellement considérée en physique statistique des systèmes avec interaction à longue portée.

Les systèmes autogravitants sont constitués de particules interagissant mutuellement par la gravité; ils décrivent la formation de structures dans l'univers. Comme conséquence de l'interaction à longue portée, les systèmes autogravitants ne sont pas homogènes même à l'équilibre thermodynamique. Nous avons étudié les systèmes autogravitants comportant plusieurs sortes de particules et les systèmes autogravitants en présence de la constante cosmologique $\Lambda$. Nous avons développé la mécanique statistique et l'approche du champ moyen décrivant la phase gazeuse. Nous avons explicitement calculé la densité de particules et les grandeurs thermodynamiques. Le stabilité de la phase gazeuse est étendue par la présence de $\Lambda$. Les calculs Monte Carlo reproduisent remarquablement bien les résultats du champ moyen.. La loi d'échelle des systèmes autogravitants comportant plusieurs sortes de particules a été trouvée; au point critique la dimension fractale est indépendante de leur composition et vaut $1.6...$~.

Il est maintenant accepté expérimentalement que les filaments de plasma alignés sur le champ magnétique, appelés “blobs”, jouent un rôle important dans le transport dans le plasma de bord. Dans cette thèse, les phénomènes fondamentaux du transport dans le plasma de bord sont étudiés en mettant l'accent sur le phénomène de filaments plasma. Dans un premier temps, les mécanismes de propagation de blobs uniques sont envisagés. Puis la génération de blobs par la turbulence de bord est étudiée, et le transport turbulent est discuté entant que phénomène collectif. Des particularités du transport turbulent, incluant les blobs auto-organisés, sont reliées à un transport de type Bohm (c'est à dire des perturbations avec des corrélations radiales longues, et un coefficient de transport effectif quisuit la dépendance Bohm). De plus, en prolongement de ce travail, un effort initial vers une transposition du transport non-local au plasmade bord est décrite. / Recently, it has been accepted that magnetic field aligned plasma filaments, referred to as "blobs" play important roles in the transport of Scrape-off Layer (SoL) plasmas. In this thesis, putting an emphasis on the plasma blob phenomenon, we study fundamental processes of SoL transport using numerical simulation. At first, weinvestigate the propagation mechanisms of single and isolated blobs.Next, we study the generation of blobs from edge turbulence, and discuss the SoL turbulent transport as a collective phenomenon. Features of turbulent transport, which includes the self-organized blobs in SoL, are identified as Bohm-like transport (i.e., the perturbation with long radial correlations and the effective transport coefficient that follows the dependence of Bohm-like transport). Additionally, as an advancement of study, we describe an initial effort to extend the view of non local transport to edge plasmas.