Academic literature on the topic 'Application aux frontières'

Une capsule est une goutte liquide entourée d'une fine membrane élastique. La modélisation du comportement mécanique d'une capsule est un problème complexe de couplage entre la mécanique des fluides interne et externe et celle de la paroi de la capsule, qui peut subir des grandes déformations. On a développé une nouvelle méthode numérique pour modéliser le comportement d'une capsule dans un écoulement de Stokes infini. Le problème fluide est résolu à l'aide de la méthode des intégrales de frontière, tandis que la problème solide l'est par des éléments finis de membrane. La stratégie de couplage développée est non-classique, en particulier parce que les déplacements (plutôt que les efforts) sont imposés aux éléments finis de membrane. Cette nouvelle méthode est conditionnellement stable, précise et demeure stable en présence de compression dans le plan de la membrane, ce qui est une situation qui pose problème avec d'autres méthodes. On applique cette méthode à l'étude de capsules de forme initiale ellipsoïdale, dans un écoulement de cisaillement simple infini. Ces capsules ont des applications biomédicales intéressantes, et constituent un premier modèle mécanique de globule rouge. On met en évidence deux régimes distincts, selon l'intensité du cisaillement dans le fluide : le tumbling (quasi-solide) et le swinging (quasi-fluide). On montre également que les propriétés de la paroi (loi de comportement, module de dilatation surfacique) ont une influence cruciale sur le comportement de la capsule. La nouvelle méthode numérique est prometteuse et peut être étendue pour prendre en compte un rigidité de flexion de la paroi.

Une résolution tridimensionnelle de l'équation de pression par la méthode des éléments frontières est présentée dans le cadre de l'étude des écoulements instationnaires rencontres en turbomachines. La méthode peut être couplée, par le second membre de cette équation, aux équations de Navier-stokes moyennées en azimut. L'équation de pressions et, alors, destinée à remplacer un calcul aube a aube classique qui fournit le terme de force d'aubage. Une étude détaillée de la méthode des éléments frontières est entreprise sur le plan numérique pour évaluer la précision du calcul intégral et pour déterminer le choix des éléments de discrétisation surfacique. La méthode est appliquée sur des géométries élémentaires pour vérifier son comportement, puis dur des géométries typiques des turbomachines comportant une ou deux grilles montrant ainsi ses potentialités. L'étude de l'influence du second membre est enfin analysée.

L'interaction sol-structure est traitee comme un probleme de contact entre deux solides elastiques. Cela suppose que les non-linearites soient localisees a l'interface. Sur un plan numerique, nous abordons sous un angle continu le probleme de frottement entre solides, a l'aide de la methode des equations integrales aux frontieres. La premiere partie est dediee a la mise en equations du probleme de contact avec frottement. La deuxieme partie est consacree au perfectionnement d'un modele d'interface sol-structure de type vectoriel et a dependance directionnelle. Ce modele est base sur le principe d'une interpolation dite rheologique et privilegie la notion de chemin de cisaillement d'interface. La dilatance et la contractance localisees jouent un role fondamental dans le comportement d'interface. La troisieme partie traite des applications a la simulation numerique d'essais d'arrachement de pieux en chambre d'etalonnage ou en centrifugeuse, et ceci en trois dimensions. Une serie de resultats est presentee et commentee

Dans ce travail, differentes etudes sont consacrees au developpement de methodes numeriques pour la caracterisation de discontinuites en guides d'ondes a nervures utilisees dans la conception de polariseurs et dans la modelisation des vis. Les guides d'ondes a nervures sont caracterises par une formulation integrale scalaire reposant sur un choix judicieux d'une fonction de green. Des etudes de convergences portant sur le nombre de modes et le nombre de fonctions d'essai sont presentees. Des guides d'ondes a nervures quelconques (nervures rectangulaires, meplats et nervures coniques) sont caracterises afin d'illustrer la souplesse de cette formulation. Une formulation variationnelle multimodale est amelioree en vue de caracteriser les discontinuites en guides d'ondes a nervures. Pour cela, une base de fonction d'essai est calculee a partir des modes du guide d'onde a nervure en utilisant une technique de reduction d'integrale de surface en une integrale de contour. Un algorithme rapide utilisant une methode d'association de multipoles par matrice impedance est utilise pour modeliser les vis dans les cavites circulaires.

Première activité économique au monde, le secteur touristique souffre dans sa globalité d’une forte accentuation de la concurrence et les destinations de sports d’hiver sont particulièrement touchées (baisse de la fréquentation, aléas climatiques, etc. ). Au niveau français, l’importance économique du tourisme d’hiver et les difficultés auxquelles il est confronté interpellent la compétitivité des destinations « neiges » et appellent aux analyses en termes de performance, qui, dans notre économie contemporaine est une problématique centrale pour les praticiens de la gestion. Dans ce contexte, le besoin d’adopter des stratégies appropriées devient l’enjeu majeur des professionnels du tourisme qui cherchent à maintenir un avantage compétitif. Ainsi, l’optimalité des choix managériaux et stratégiques est indispensable. Face à ces questions fondamentales, se pose également celle de repenser les critères d’évaluation de la performance des stations. L’un des enjeux de ce travail doctoral consiste à valoriser l’utilisation de méthodes quantitatives de benchmarking (notamment la méthode des frontières efficientes non-paramétriques) afin de traiter diverses problématiques dans le domaine des Sciences de Gestion. Au-delà de la simple mesure de performance des unités productives évaluées, le gestionnaire s'intéresse plus fondamentalement à l'explication de ces performances et pointe du doigt les problèmes liés à la qualité de l’organisation interne et aux choix stratégiques. Cette thèse vise également à fournir des pistes de réflexion et constitue une aide à la prise de décision sur le devenir des stations tant pour les professionnels des destinations touristiques de montagne, que pour le monde politique qu’il soit de niveau local ou national<br>Tourism is one of the first economic activities in the world but this sector faces an intense competition and ski resorts destinations are particularly affected (attendance decrease, climate change, etc. ). In this context, French ski resorts destinations’ performance is questioned and the need to adopt appropriate strategies constitutes an important challenge for tourism decision-makers. In order to maintain their competitive advantage, destination’ managers need to drive optimal strategic and managerial choices. The need to adopt new criteria to evaluate ski resorts’ performance becomes an important issue. One of the challenges of this doctoral thesis is to promote the use of benchmarking quantitative methods (as the non-parametric efficient frontier methods) to address various issues in the field of Management Sciences. Beyond the performance measurement of decision making units, it is also important to explain these performances to highlight problems about organizational quality and strategic choices. The aim of this thesis is also to provide guidelines for both mountain professional decision-makers and policy makers (at the local or national level) to ensure the development and the attractiveness of ski resorts destination

Un montage expérimental stylisant le procédé industriel de solidification dirigée BRIDGMAN est réalisé. Celui-ci est utilisable pour des matériaux à changement de phase transparents. Une instrumentation minutieuse constituée de thermocouples au sein du matériau à changement de phase permet d'obtenir les champs de température dans les phases liquide et solide. On détermine la position du front de solidification dans la section médiane de la cavité par une méthode optique. Le matériau à changement de phase choisi est une paraffine, la n-hexadécane, dont la température de fusion est 18°C. Ses propriétés thermophysiques ont été déterminées par des méthodes soignées. La conductivité thermique des deux phases est constante. La chaleur latente et les chaleurs spécifiques ont été obtenues par calorimétrie différentielle à balayage. On montre les limites de précisions de cette technique. Les résultats expérimentaux mettent en évidence des échanges de chaleur par convection naturelle dans la phase liquide. On montre le développement complexe des échanges convectifs qui existent des le régime initial en absence de front de solidification. Lorsque la déformation du front de solidification est importante on peut définir un domaine liquide ou les échanges de chaleur sont régis par l'isotherme de changement de phase. Des expériences en régime permanent mettent en évidence l'influence de la paroi sur la déformation du front. Une modélisation simplifiée en mode conductif permet d'estimer les densités de flux a l'interface de changement d'état. Les résultats obtenus dans un cas particulier montrent que la convection naturelle dans le fluide modifie peu la distribution du flux de chaleur sauf a proximité des parois. Ce montage expérimental a permis de tester des algorithmes d'identification et de commande de frontières mobiles

Le plateau guyanais présente une configuration assez particulière et des caractéristiques hydrodynamiques originales. La côte guyanaise est relativement rectiligne avec une orientation générale Sud-Est/Nord-Ouest et la bathymétrie possède une très faible déclivité en direction du large, les isobathes étant quasiment parallèles à la côte. La circulation sur le plateau subit l'influence des alizés de Nord-Est ou de Sud-Est selon la saison et d'un fort courant côtier induit, en partie, par le courant Nord Brésil. L'influence de la marée est également importante avec une marée semi-diurne à inégalité diurne, quasi-stationnaire avec des lignes d'iso-marnage parallèles à la côte. Enfin, l'Amazone induit sur le plateau une forte dessalure des eaux de surface, centrée à 40 km de la côte. La configuration du plateau guyanais nous a conduits à considérer le domaine étudié comme étant limité par une frontière fermée, la côte, deux frontières ouvertes perpendiculaires à la côte, et une frontière ouverte au large parallèle à la côte. Les courants de marée sont ainsi parallèles aux deux frontières latérales alors que le courant côtier leur est perpendiculaire. Une telle géométrie du domaine vis-à-vis des phénomènes physiques étudiés nous a amenés à tester, dans des situations académiques, toute une série de conditions aux frontières afin de trouver la plus adaptée au domaine guyanais : conditions de radiation, condition de Neumann, méthode aux caractéristiques. La condition de Neumann et la méthode aux caractéristiques donnent des résultats beaucoup plus satisfaisants que les conditions de radiation plus perfectionnées. Les performances des conditions aux frontières varient notablement selon que la situation se rapproche ou non des hypothèses dont elles découlent. Le choix d'une condition aux frontières doit reposer non pas sur l'utilisation de conditions couramment utilisées et ayant fait leurs preuves dans d'autres configurations mais plutôt sur l'adéquation entre la physique des phénomènes hydrodynamiques considérés et la condition aux frontières mise en œuvre. Cette étude des conditions aux frontières a ensuite débouché sur une étude de processus et en particulier une analyse de l'interaction entre marée et stratification. Au niveau du plateau guyanais, un très faible déphasage existe entre les courants de marée de fond et ceux de surface avec une oscillation verticale et un déplacement horizontal, perpendiculaire à la côte, de la masse d'eau dessalée. Des comparaisons avec des sites de même nature ont été réalisées, notamment avec l'embouchure du Rhin et la baie de Liverpool. Enfin, la disponibilité de données aux frontières suite à une campagne en mer et leur utilisation dans le modèle numérique en vue de simulations plus réalistes de la circulation sur le plateau nous a amenés à envisager une assimilation de ces données pour une optimisation des conditions aux frontières. Cette assimilation a été réalisée en utilisant un filtre de Kalman. Son originalité repose sur le choix du vecteur d'état constitué des valeurs-frontières des variables d'état du modèle étudié. La taille du vecteur d'état, du vecteur d'observations et des matrices de covariance d'erreurs associées est ainsi considérablement réduite. Un tel filtre de Kalman est constitué, non plus de deux étapes (prédiction et analyse) mais de trois étapes, une étape supplémentaire de feed-back étant nécessaire pour forcer le modèle avec les valeurs-frontières après analyse. La réalisation théorique et la mise en œuvre d'un tel filtre appliqué au problème des conditions aux frontières ont été expérimentées d'abord avec un modèle bidimensionnel de diffusion, puis dans le modèle numérique utilisé pour la modélisation de la circulation sur le plateau. Cette étude a montré la faisabilité de cette nouvelle technique d'assimilation de données et sa mise en œuvre relativement aisée du fait de la faible taille du vecteur d'état<br>The French Guiana continental shelf presents a particular configuration and a conjunction of different hydrodynamic factors: strong coastal current flowing along the coast to the Northwest, high stratification due to the Amazon River with a weak salinity tongue located about 40km off the coast and a mixed tide with two daily low and high tides of different amplitudes by day. The particular topography and hydrodynamics lead us to consider the studied area as partly bounded by one southern coastal closed boundary, by two open cross-shore boundaries and one outer long-shore boundary. In this boundaries configuration, tidal currents are essentially parallel to the cross-shore boundaries whereas the coastal current flows perpendicularly to these ones. The accurate modelling of all these phenomena needs the use of well-suited open boundary conditions (OBC), especially for passive boundaries. A large panel of OBC is implemented and tested: Neumann condition, Orlanski conditions, gravity wave conditions, Roed and Smedstad's condition, Raymond and Kuo's condition, characteristic methods. Experiments are conducted with the three-dimensional, primitive equation, code MOBEEHDYCS and are shared in two parts. First, OBC concerning only barotropic variables are tested in four different situations. Then, combinations of OBC are experimented in two three-dimensional cases. According to our results, the behaviour of OBC is directly influenced by the tidal circulation, which is tangential to the passive boundary under study. Characteristic method and Neumann condition give the best results for the barotropic mode whereas radiation conditions involve a phase lag of the tidal velocity component normal to the boundary. This OBC study has continued with an analysis of the interaction between tide and stratification. The presence of a halocline involves a decrease of the vertical eddy viscosity coefficient and a decoupling between the movements of the surface layer and the bottom layer. On the French Guiana, there is a very low phase lag between surface and bottom tidal currents with a vertical oscillation of the halocline and a horizontal cross-shore migration of the weak salinity waters. The availability of current data on the boundaries of the domain under study, acquired during a sea campaign, has focused our attention on their use in modelling, notably thanks to the data assimilation. Indeed, the boundary-variables affect highly the interior solution but a state vector containing these variables is of reduced size. This technique of data assimilation allows to adjust boundary-values between observations and numerical results. We have implemented a new Kalman filter, constituted of three parts: a part of forecasting, a part of analysis and a part of feed-back where the boundary state vector is used to force the model to calculate the interior solution. A first test has been conducted with a two-dimensional diffusion equation in order to analyse the behaviour of this filter in different situations. A second more complex test has been driven with a linear version of two-dimensional hydrodynamic code in case of a coastal current moving progressively into the domain. Tests use the principle of twin-experiments. This study has shown the feasibility of this new technique of data assimilation and the easy implementation and calculation thanks to the weak size of the state vectors

On presente la methode integrale aux frontieres d'une facon tres generale. Puis des applications particulieres de cette methode sont exposees: resolution des equations de laplace, de poisson et de navier-stokes. Des exemples sont proposes: calcul de surface libre d'ecoulements en canaux et de jets de configurations variees. On applique ensuite cette technique au calcul de la forme de la surface du jet dans la configuration metallurgique dite du melt spinning. Afin d'accelerer le calcul, le domaine est decompose en deux zones couplees: l'une potentielle, l'autre tourbillonnaire localisee pres du substrat en mouvement

La dynamique de la circulation marine en région côtière peut être appréhendée par des moyens d'observation et de modélisation. Si le domaine côtier bénéficie de réseaux de mesure adaptés en résolution et en couverture, la mise en oeuvre d'un outil de modélisation s'avère délicate, particulièrement dans la spécification de conditions initiales et de conditions aux frontières ouvertes appropriées. Cette question de l'estimation des conditions aux limites peut être considérée comme relevant d'une problématique plus générale de détermination des paramètres de fonctionnement d'un modèle à partir de l'information apportée par les observations. Ainsi posé, le problème est abordé par l'outil mathématique du contrôle optimal qui conduit à une opération d'assimilation de données par méthode d'adjoint. L'adaptation et l'application de cette formulation inverse à un problème de modélisation océanographique contrôlé par ses conditions frontières font l'objet de ce travail de thèse. Une approche 4D-variationnelle d'assimilation pour le contrôle des conditions frontières est ainsi développée et implémentée sur la base du modèle aux équations primitives OPA (version 'toit rigide') et de son adjoint existant. L'algorithme d'inversion est validé sur trois expériences d'identification: (i) les perturbations du forçage barotrope sur la frontière ouverte d'un modèle non stratifié sont détectées par l'assimilation de courants de surface pris à l'intérieur du domaine; (ii) le développement d'un courant de densité dans un canal semi infini et homogène est retrouvé à partir de profils hydrologiques distribués en aval; (iii) l'observation du " spin up " d'une circulation de plateau induit par un courant côtier permet d'identifier les conditions amonts prévues par le mécanisme de séparation d'un front de Kelvin barocline en incidence sur un talus. Cette méthode d'assimilation est alors proposée pour des applications s'inscrivant dans la problématique scientifique des échanges côte - large sur la zone du Golfe du Lion. Riche en observations et largement ouverte sur le bassin méditerranéen occidental, cette région est soumise à l'influence du courant Liguro-Provençal qui s'écoule en bord de plateau. L'algorithme d'inversion permet de contrôler cette influence régionale sur la circulation de plateau; il est donc évalué à travers des expériences réalistes menées dans le mode diagnostique. En particulier, la faculté de réseaux d'observation à détecter des épisodes d'intrusion du courant côtier sur le golfe est traitée suivant leur couverture spatiale et temporelle.

Dans beaucoup de cas les nuisances sonores auxquelles nous sommes quotidiennement exposés sont dues à la vibration d'une structure (machine industrielle, véhicule, appareil ménager …). Néanmoins, tous les bruits que nous percevons ne sont pas forcément dûs à la vibration d'une structure, par exemple, les bruits aérodynamiques, les bruits de turbine ou les bruits de jet … La recherche en vibroacoustique est étroitement liée avec des applications industrielles, car l'industrie a besoin des nouveaux outils numériques, développés dans les centres de recherche, pour concevoir de nouveaux produits silencieux. En effet, les démarches purement expérimentales sont en général longues, compliquées et coûteuses, elles peuvent être, de plus, très peu efficaces. Puisque l'objectif ultime est la conception d'une structure qui permet de réduire le bruit pour un très bon confort acoustique, les simulations numériques peuvent être incluses dans l'optimisation de la conception avec des techniques de conception optimales de forme et l'optimisation des matériaux. Une fois les simulations validées par les résultats expérimentaux, elles peuvent être utilisées comme outil de conception pour l'amélioration de la structure du système concerné. L'objectif principal de mon travail de thèse est le développement des outils de prédiction numériques permettant la réduction des nuisances sonores dues à la vibration des structures. Pour ce faire, des formulations théoriques originales ont été formulées, puis implantées afin de favoriser la conception de produits silencieux. D'une manière plus spécifique, deux parties vont être traitées : La première partie aborde le problème bien connu des fréquences irrégulières de la méthode des éléments finis de frontière, la BEM, pour le rayonnement acoustique dans un domaine extérieur. Dans la deuxième partie de cette thèse la formulation de la méthode multipôlaire rapide FMM couplée à la BEM, ainsi que sa mise en œuvre et validation ont été effectuées afin de repousser les limites de la BEM en terme de temps de calcul ainsi que de mémoire<br>In many cases the noise which we are daily exposed are due to the vibration of a structure (industrial machinery, vehicle, appliance...). Nevertheless, all the sounds we perceive are not necessarily due to the vibration of a structure, for example, wind noise, the sounds of turbine or jet noise...The vibroacoustic research is closely linked with industrial applications because the industry needs new numerical tools, developed in research centers to develop new silent products. Indeed, purely experimental approaches are generally lengthy, complicated and expensive they can be, again, very inefficient. Since the ultimate objective is to design a structure that reduces noise for a good acoustic comfort, numerical simulations can be included in the design optimization techniques to design optimum shape and optimizationmaterials. Once the simulations validated by experimental results, it can be used as a design tool for improving the structure of the affected system. The main aim of my thesis is the development of numerical predictive tools for the noise reduction due to the vibrationof structures. To do this, the original theoretical formulations have been developed and implemented to encourage the design of silent products. In a more specific way, both parties will be addressed : the first part addreeses the familiarproblem of irregular frequencies of the finite element boundary, the BEM for acoustic radiation in an external field. In the second part of this thesis the formulation of the fast multipole method FMM coupled with BEM, as well asits implementation and validation were carried out to push the boundaries of the BEM in terms of computation time and memory