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Dissertations / Theses on the topic 'Réduction d'ordre de modèle'
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Missoffe, Alexia. "Réduction d'ordre de modèle d'un phénomène d'amortissement non-linéaire dans le cadre des microsystèmes." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00552076.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la réduction d'ordre de modèle du phénomène communément rencontré dans la modélisation de microsystèmes, à savoir, dans la littérature anglaise, le " squeeze-film damping ". Dans un premier chapitre sont présentées les différentes méthodes de réduction d'ordre de modèle. Dans le cas des systèmes linéaires, elles ont un cadre théorique bien établi. Ces méthodes peuvent être adaptées pour les systèmes non-linéaires. La validité des modèles réduits résultants sera alors réduite à un certain espace des phases, leur établissement faisant intervenir certaines trajectoires particulières servant d'apprentissage. On présente finalement la méthode des modes normaux non-linéaires dont les modèles résultants ne dépendent pas d'une trajectoire d'apprentissage. Au chapitre 2, on s'intéresse plus particulièrement au phénomène de " squeeze-film damping " régi par l'équation de Reynolds. Après avoir détaillé son établissement à partir de certaines hypothèses, on décrit les différentes méthodes de résolution de l'équation linéaire puis non-linéaire de la littérature. On compare ensuite les résultats d'un modèle de l'équation de Reynolds à des simulations éléments finis de l'équation de Navier-Stokes afin de valider les hypothèses faites pour la dérivation de l'équation de Reynolds. On propose ensuite une résolution originale par changement de variable. On étudie aussi plusieurs autres résolutions possibles ainsi que plusieurs bases de projection parmi celles décrites dans le premier chapitre. Le chapitre 3 est consacré à la modélisation du problème couplé que constitue le micro-interrupteur MEMS qui est un candidat au remplacement des interrupteurs à base de transistors dans les communications RF. Sa modélisation fait intervenir trois domaines, la mécanique, l'électrostatique, et la fluidique à travers l'équation de Reynolds. Après voir décrit les différents modèles de la littérature, on propose un modèle réduit couplé dont le modèle fluidique est basé sur le modèle établi au chapitre 2. Ce modèle est validé par rapport à des modèles différences finies et à des résultats expérimentaux de la littérature.Enfin le quatrième chapitre traite de la réduction du coût d'évaluation du modèle réduit couplé de micro-interrupteur du chapitre 3. La première méthode proposée consiste à trouver une fonction d'approximation de la projection de la force fluidique sur le premier mode mécanique, fonction des coordonnées modales mécaniques position et vitesse. Cette méthode ne se révèle valable que dans le cas incompressible. Dans le cas compressible, la résolution de l'équation de Reynolds restant obligatoire, on utilise la méthode de Rewienski et al. qui consiste à linéariser par morceaux les fonctions régissant la dynamique. Une autre méthode de linéarisation par morceaux, tirant parti d'une particularité du modèle du chapitre 2 et permettant de s'affranchir d'une trajectoire d'apprentissage, est également proposée.
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Guillet, Jérôme. "Etude et réduction d'ordre de modèles linéraires structurés : application à la dynamique du véhicule." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00807199.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de modélisation des systèmes complexes. Dans ce cadre, l'approche est basée sur les Modèles Structurés en Second Ordre (MSSO). Afin d'utiliser cette classe de modèles, les propriétés telles que l'atteignabilité, l'observabilité et les grammiens, bien connues pour les réalisations d'états, sont étendues aux MSSO.Lors de la co-simulation d'un système, des éléments de natures différentes (physiques et logicielles) sont intégrés et la simulation est effectuée en temps réel. Or, les modèles d'ordre élevés sont couteux en temps de calcul, ce qui rend difficile ce type de simulation. Ainsi, des méthodes de réduction de modèle sont explorées. En particulier, de nouvelles méthodes, permettant de préserver la structure des modèles avec une bonne erreur d'approximation sont présentées.Ces développements sont appliqués à la co-simulation de modèles véhicules sous forme de MSSO. Le modèle créé est un modèle par blocs, complexe et non-linéaire. Afin d'appliquer les méthodes de réduction de modèle il est nécessaire de le linéariser. La structure par blocs permet de linéariser l'ensemble du modèle ou de ne linéariser que certaines sous parties du modèle.Ensuite, l'identification des paramètres est effectuée pour chaque sous-systèmes du véhicule. Une méthode d'interconnexion est ensuite proposée pour créer une représentation monobloc du modèle afin de réduire ce dernier. Au final, des essais en co-simulation de la partie arrière du véhicule sous forme de modèle interconnectée avec la partie avant du véhicule physiquement présente sur un banc de test, valide notre approche pour effectuer de la co-simulation temps réel avec matériel.x
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Ventura, Jérôme. "Réduction de modèle en convection forcée par des méthodes d'identification." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2010. http://www.theses.fr/2010ESMA0013.
Full textAbstract:
Les problèmes aérothermiques typiquement rencontrés en ingénierie imposent un recours à des simulations numériques (CFD) qui, pour être réalistes, doivent nécessairement prendre en compte les phénomènes transitoires. L'emploi de modèles réduits ou de surfaces de réponse offre une alternative rapide et peu coûteuse à ces calculs exigeants en temps de calcul et en espace mémoire. L'objet de cette thèse est d'étoffer l'applicabilité de la méthode d'identification modale (MIM) dans le contexte de la mécanique des fluides. Il s'agit d'une méthode de réduction de modèle qui s'appuie sur la minimisation d'un écart entre les sorties d'un modèle de référence et celles d'un modèle réduit. Les paramètres du modèle réduit sont vus comme les variables d'un problème d'optimisation. Nous développons la méthode dans le cadre d'écoulements turbulents. L'écoulement autour d'un cylindre circulaire constitue le cas d'application principal de ces travaux. Il nous permet de tester nos méthodologies dans diverses configurations incompressibles : stationnaires, instationnaires, écoulements isothermes ou de convection forcée thermique. Ces modèles produisent des champs de vitesse, de température, des densités de flux de chaleur. . . Une autre application concerne un profil d'aile dans un écoulement sub à transsonique. Pour celle-ci, les sorties des modèles sont des coefficients de traînée et de portance, ainsi que des répartitions de coefficients de pression le long de la surface portante. Cet exemple nous permet de mettre en évidence l'impact de l'échantillonnage sur la construction du modèleMost engineering processes dealing with aerothermics involve numerical simulations (CFD) which need to take transient phenomena into account to be realistic. Low order models and responses surfaces offer the engineer an alternative to the high costs associated with CFD processes, providing him with surrogates for the outputs of his interest. This work is devoted to extend the Modal Identification Method (MIM) in the field of fluid dynamics. MIM is a low order modelling techniques, based on the minimization of the discrepancy between a usually large reference model, and a low order model. It solves an optimization problem whose variables are the low order model parameters. Low order models are built for several kinds of turbulent flows. The circular cylinder in a crossflow provides us with several test cases. We cope with steady flows or unsteady ones, be them in forced convection or isothermal cases. Those models are able to produce outputs as different as velocity and temperature fields, heat fluxes. . . The compressible flow around a wing profile is also considered to investigate the sampling effect. Those models give quick approximates of the pressure distribution or the force coefficients
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Casas, Francisco Javier. "Techniques de réduction d'ordre des modèles de circuits haute fréquence faiblement non linéaire." Limoges, 2003. http://www.theses.fr/2003LIMO0022.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne la modélisation système des circuits conformant têtes d'émission et réception de télécommunications. Le premier chapitre sert à mettre en évidence le besoin des modèles réduits, capables de caractériser de forme précise le comportement des circuits et systèmes, ainsi qu'à réviser l'état de l'art de ce domaine. Le deuxième chapitre est consacré aux méthodes de réduction de modèles pour des circuits pompés et non pompés, qui présentent un comportement entrée-sortie linéaire avec mémoire. Ensuite, une technique de réduction pour des circuits pompés, faiblement non linéaires avec mémoire est proposée dans le troisième chapitre. Dans le quatrième chapitre, les méthodes développées sont appliquées à la modélisation d'une chaîne d'émission et de réception. Finalement, les conclusions et perspectives de ce travail sont présentées au dernier chapitreThe work reported deals with system-level modelling techniques of microwave circuits commonly employed in emission and reception telecommunications channels. The need of reduced models for simulation of communication systems is discussed, and the state of the art of this activity is summarized in the first chapter. The second chapter focus on model reduction methods for pumped and non-pumped circuits exhibiting a linear input-output behaviour. Then, in the third chapter, a model reduction technique for pumped weakly non linear circuits with memory is presented. In the fourth chapter, the proposed methods are applied to the modelling and simulation of a transmitter and receiver. Finally, the conclusions and perspectives of this work are summarised
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Durbiano, Sophie. "Vecteurs caractéristiques de modèles océaniques pour la réduction d'ordre en assimilation de données." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10228.
Full textAbstract:
Les principales difficultés que connaissent les méthodes actuelles d'assimilation de données sont la taille des problèmes (très grande), la spécification des erreurs (mal connues) et les non-linéarités (mal prises en compte). C'est pour tenter de remédier à ces deux premiers points en particulier que nous nous intéressons à des méthodes de réduction d'ordre prenant le mieux possible en compte la "variabilité" du système considéré. Sa connaissance passe par la détection de modes privilégiés que nous appelons vecteurs caractéristiques et qui sont à la base de toutes nos expériences. Il s'agit des vecteurs singuliers, des vecteurs de Liapunov, de ceux obtenus par breeding, des vecteurs singuliers non linéaires et des composantes principales. Au travers de diverses applications, nous abordons successivement trois points : le premier concerne la réduction des coûts de calcul de la méthode d'assimilation 4D-Var par minimisation de la fonctionnelle d'écart aux observations dans un espace de dimension plus petite que celle de l'espace d'origine. Il s'agit pour le second de la prise en compte d'un terme d'erreur modèle dans les équations de la méthode 4D-Var, terme décomposé sur des bases de vecteurs caractéristiques. Le troisième vise à étudier la capacité de ces vecteurs à corriger les prédictions effectuées par une méthode d'assimilation séquentielle variante du filtre de Kalman : le filtre SEEK. Il résulte de toutes ces expériences que chaque type de vecteurs caractéristiques s'adapte plus ou moins bien aux différents processus d'assimilation, les résultats mettant toutefois globalement en évidence le rôle des non-linéarités - particulièrement au travers des modes issus de la technique de breeding - et l'efficacité de la réduction d'ordre en termes de coûts de calcul.
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Flament, Théo. "Modèle d'ordre réduit de structures non-linéaires pour l'aéroélasticité des turbomachines." Electronic Thesis or Diss., Paris, HESAM, 2023. http://www.theses.fr/2023HESAC038.
Full textAbstract:
Ce travail concerne le développement d’un modèle d'ordre réduit non-intrusif de structures non-linéaires géométriques, en vue de remplacer le solveur non-linéaire structure dans le cadre d’un couplage partitionné pour la résolution numérique de problèmes d’interaction fluide-structure et en particulier la prédiction des phénomènes d’aéroélasticité rencontrés au sein des turbomachines. La formulation proposée pour construire ce modèle réduit est basée sur la projection des équations sur une base de dimension réduite, contenant à la fois des modes linéaires de la structure ainsi que des modes duaux. Ces derniers ont pour but d'enrichir la base de modes propres afin de capturer les comportements non-linéaires. Une méthode originale de calcul des coefficients des efforts non-linéaires projetés dans cette base est également proposée. Des efforts sont imposés à la structure contrairement aux déplacements imposés habituellement utilisés. Ainsi, les mêmes cas de chargement peuvent être utilisés à la fois pour la détermination des modes duaux et pour celle des coefficients des efforts non-linéaires projetés. Dans ce manuscrit, la méthodologie de construction du modèle réduit est détaillée. Elle est validée dans un premier temps sur un cas simple de poutre non-linéaire d’Euler-Bernoulli soumise à différents cas de chargement, y compris dans le cadre d’un couplage fluide-structure partitionné impliquant des vibrations induites par des vortex. La capacité de ce modèle réduit à remplacer un solveur éléments finis non linéaire y est démontrée. Une validation sur des cas d’application 3D est également proposée, dont le cas complexe d’une aube de soufflante d'un moteur réaliste soumise à un chargement aérodynamique instationnaireThis work concerns the development of a reduced order model for geometric nonlinear structures, to replace the nonlinear structure solver within the framework of partitioned coupling for the numerical resolution of fluid-structure interaction problems, and thus the prediction of aeroelasticity phenomena encountered in turbomachinery. The construction of the reduced order model is based on a projection of the equations into a basis of reduced dimension, containing both linear modes of the structure and dual modes. The purpose of the latter is to enhance the basis of linear normal modes in order to capture the non-linearity. An original method for calculating the coefficients of the non-linear forces projected into this basis is also proposed. Forces are imposed on the structure, as opposed to the usual approach of imposed displacements. The same loading cases can thus be used to determine both the dual modes and the coefficients of the projected non-linear forces.In this thesis, the methodology to build the reduced order model is detailed. It is first validated on a simple case of a nonlinear Euler-Bernoulli beam subjected to different loading conditions, including a partitioned fluid-structure coupling involving vortex-induced vibrations. The ability of this reduced order model to replace a nonlinear finite element solver is demonstrated in this last application. Validation on 3D cases is also proposed, including the complex geometry of a realistic engine fan blade subjected to unsteady aerodynamic loading
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Telescu, Mihai. "Modélisation d'ordre réduit des interconnexions de circuits VLSI." Brest, 2007. http://www.theses.fr/2007BRES2038.
Full textAbstract:
Les concepteurs de circuits intégrés s’intéressent de plus en plus aux effets des structures d’interconnexion. Leur prise en compte dans les simulations est devenue un enjeu majeur. La recherche menée durant ce travail de thèse a eu pour objectif l’élaboration de nouveaux outils mathématiques de réduction d’ordre des modèles. Les applications visées en priorité concernent les lignes d’interconnexion des circuits VLSI. L’approche que nous proposons à la problématique de réduction de modèle nécessite une première étape de modélisation du système d’origine par une représentation de Laguerre ou de Kautz. Le manuscrit contient une présentation synthétique de ces bases de fonctions orthogonales. Cinq méthodes de réduction d’ordre des modèles, étudiées durant ce travail de thèse sont ensuite présentées en détail. Nous donnons plusieurs exemples d’application de nos méthodes aux lignes d’interconnexion. Nous illustrons, entre autres, la possibilité d’obtenir des circuits équivalents de faible complexité à partir de nos modèles réduits et la possibilité d’obtenir des modèles réduits directement à partir de données issues des simulations électromagnétiquesLntegrated circuit designers are showing a growing interest in the effects of interconnect structures. Taking these effects into consideration during simulations has become a major goal. The main objective of this PhD was the development new model order reduction mathematical tools. VLSI interconnect applications were our main priority. Our model order reduction strategy supposes an initial modeling of the origjnal system using either a Laguerre or a Kautz representation. This manuscript contains a synthetic presentation 0f these orthogonal function bases. The five order reduction methods studied during this PhD are then presented. We make available several examples of application of methods to interconnect lines. Weillçistate, among other aspects, the possibility of obtaining Iow complexity equivalent circuits from our models and the possibility of performing reduced order modeling directly from data provided by full-wave simulation
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Petit, Daniel. "Réduction de modèles de connaissance et identification de modèles d'ordre réduit : application aux processus de diffusion thermique." Aix-Marseille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX11348.
Full textAbstract:
Apres une introduction des techniques classiques de reduction de modele (minimisation d'ecart quadratique, methodes modales), on montre comment une nouvelle formulation des equations d'etat, faisant intervenir la derivee temporelle des entrees a un ordre quelconque, permet de conserver des regimes asymptotiques de plus en plus complexes. Dans le cas de la reduction modale, un formalisme global pour la determination des contributions energetiques des modes propres est propose. Pour un systeme lineaire, on propose une methode pour obtenir un modele modal d'ordre reduit, a partir de l'identification de ses modes dominants, lors d'une experimentation de relaxation. La procedure mise au point releve alternativement de la programmation quadratique (moindres carres) et de la programmation non lineaire (gradients conjugues). Cette technique est appliquee: -a un modele de diffusion thermique bidimensionnel d'un plancher chauffant. Les resultats sont compares a d'autres techniques de reduction existantes (eitelberg, marshall et agregation). -a deux processus experimentaux de diffusion thermique: une plaque metallique et un toit de vehicule automobile (utilisation de la thermographie infrarouge pour la mesure des champs thermiques spatio-temporels)
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Bel, Liliane. "Sur la réduction des modèles linéaires : analyse de données en automatique." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112306.
Full textAbstract:
Nous étudions ici deux méthodes de réduction dans l’espace d’état : l’agrégation et la troncature dans la base d’équilibre. Dans le cas de l’agrégation on propose une nouvelle méthode de sélection des valeurs propres qui est à la fois géométrique et séquentielle. Des problèmes de robustesse sont soulevés et résolus dans quelques cas particuliers. La base d’équilibre est abordée par le biais des degrés de commandabilité et d’observabilité. La notion de degré de perturbabilité est introduite. On étudie ensuite l’application de ces deux méthodes à la détermination d’une commande d’ordre réduit. Enfin les deux méthodes sont appliquées au système représentant le lanceur Ariane en volTwo state space model reduction methods are studied: aggregation method and the balanced state space representation method. In the case of aggregation a new method of selecting eigenvalues is proposed, which is both geometrical and sequential. Problems of robustness of aggregation are evoked and resolved in some particular cases. The balanced state space representation is approached by means of contralibility and observability degrees. The notion of perturbability degree is introduced. Then we study the application of those two methods to reduced order compensator design. The two methods are finally applied to the system representing the launch booster Ariane flying
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Pomarede, Marie. "Investigation et application des méthodes d'ordre réduit pour les calculs d'écoulements dans les faisceaux tubulaires d'échangeurs de chaleur." Phd thesis, Université de La Rochelle, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00815992.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à la faisabilité de la mise en place de modèles d'ordre réduit pour l'étude des vibrations sous écoulement au sein de faisceaux tubulaires d'échangeurs de chaleur. Ces problématiques sont cruciales car les systèmes étudiés sont des éléments majeurs des centrales nucléaires civiles et des chaufferies embarquées dans les sous-marins.Après avoir rappelé le fonctionnement et les risques vibratoires existants au sein des échangeurs de chaleur, des calculs complets d'écoulement et de vibrations sous écoulement ont été effectués, d'abord pour un tube seul en milieu infini, puis pour un faisceau de tubes. Ces calculs ont été menés avec l'outil CFD Code_Saturne. La méthode de réduction de modèle POD (Proper Orthogonal De-composition) a été appliquée au cas des écoulements avec la structure laissée fixe.Les résultats obtenus montrent l'efficacité de la méthode pour ces configurations, moyennant l'introduction de méthodes de stabilisation pour l'écoulement au sein du faisceau. La méthode POD-multiphasique, permettant d'adapter la méthode POD à l'interaction fluide-structure, a ensuite été appliquée. Les grands déplacements d'un cylindre seul dans la zone d'accrochage (lock-in) ont été correctement reproduits par cette méthode de réduction de modèle. De même, on montre que les grands déplacements d'un cylindre en milieu confiné dans un faisceau de tubes sont fidèlement reconstruits.Enfin, l'extension de l'utilisation de la réduction de modèle aux études d'évolution paramétrique a été testée. Nous avons d'abord utilisé la technique considérant une base POD unique pour reproduire des écoulements à divers nombres de Reynolds autour d'un cylindre seul. Les résultats confirment la prédictivité bornée à une gamme de paramètres de cette méthode. Enfin, l'interpolation de bases POD pré-calculées pour une famille de paramètres donnés, utilisant les variétés de Grassmann et permettant de générer de nouvelles bases POD, a été testée sur des cas modèles.
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Lestandi, Lucas. "Approximations de rang faible et modèles d'ordre réduit appliqués à quelques problèmes de la mécanique des fluides." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0186/document.
Full textAbstract:
Les dernières décennies ont donné lieux à d'énormes progrès dans la simulation numérique des phénomènes physiques. D'une part grâce au raffinement des méthodes de discrétisation des équations aux dérivées partielles. Et d'autre part grâce à l'explosion de la puissance de calcul disponible. Pourtant, de nombreux problèmes soulevés en ingénierie tels que les simulations multi-physiques, les problèmes d'optimisation et de contrôle restent souvent hors de portée. Le dénominateur commun de ces problèmes est le fléau des dimensions. Un simple problème tridimensionnel requiert des centaines de millions de points de discrétisation auxquels il faut souvent ajouter des milliers de pas de temps pour capturer des dynamiques complexes. L'avènement des supercalculateurs permet de générer des simulations de plus en plus fines au prix de données gigantesques qui sont régulièrement de l'ordre du pétaoctet. Malgré tout, cela n'autorise pas une résolution ``exacte'' des problèmes requérant l'utilisation de plusieurs paramètres. L'une des voies envisagées pour résoudre ces difficultés est de proposer des représentations ne souffrant plus du fléau de la dimension. Ces représentations que l'on appelle séparées sont en fait un changement de paradigme. Elles vont convertir des objets tensoriels dont la croissance est exponentielle $n^d$ en fonction du nombre de dimensions $d$ en une représentation approchée dont la taille est linéaire en $d$. Pour le traitement des données tensorielles, une vaste littérature a émergé ces dernières années dans le domaine des mathématiques appliquées.Afin de faciliter leurs utilisations dans la communauté des mécaniciens et en particulier pour la simulation en mécanique des fluides, ce manuscrit présente dans un vocabulaire rigoureux mais accessible les formats de représentation des tenseurs et propose une étude détaillée des algorithmes de décomposition de données qui y sont associées. L'accent est porté sur l'utilisation de ces méthodes, aussi la bibliothèque de calcul texttt{pydecomp} développée est utilisée pour comparer l'efficacité de ces méthodes sur un ensemble de cas qui se veut représentatif. La seconde partie de ce manuscrit met en avant l'étude de l'écoulement dans une cavité entraînée à haut nombre de Reynolds. Cet écoulement propose une physique très riche (séquence de bifurcation de Hopf) qui doit être étudiée en amont de la construction de modèle réduit. Cette étude est enrichie par l'utilisation de la décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD). Enfin une approche de construction ``physique'', qui diffère notablement des développements récents pour les modèles d'ordre réduit, est proposée. La connaissance détaillée de l'écoulement permet de construire un modèle réduit simple basé sur la mise à l'échelle des fréquences d'oscillation (time-scaling) et des techniques d'interpolation classiques (Lagrange,..)Numerical simulation has experienced tremendous improvements in the last decadesdriven by massive growth of computing power. Exascale computing has beenachieved this year and will allow solving ever more complex problems. But suchlarge systems produce colossal amounts of data which leads to its own difficulties.Moreover, many engineering problems such as multiphysics or optimisation andcontrol, require far more power that any computer architecture could achievewithin the current scientific computing paradigm. In this thesis, we proposeto shift the paradigm in order to break the curse of dimensionality byintroducing decomposition and building reduced order models (ROM) for complexfluid flows.This manuscript is organized into two parts. The first one proposes an extendedreview of data reduction techniques and intends to bridge between appliedmathematics community and the computational mechanics one. Thus, foundingbivariate separation is studied, including discussions on the equivalence ofproper orthogonal decomposition (POD, continuous framework) and singular valuedecomposition (SVD, discrete matrices). Then a wide review of tensor formats andtheir approximation is proposed. Such work has already been provided in theliterature but either on separate papers or into a purely applied mathematicsframework. Here, we offer to the data enthusiast scientist a comparison ofCanonical, Tucker, Hierarchical and Tensor train formats including theirapproximation algorithms. Their relative benefits are studied both theoreticallyand numerically thanks to the python library texttt{pydecomp} that wasdeveloped during this thesis. A careful analysis of the link between continuousand discrete methods is performed. Finally, we conclude that for mostapplications ST-HOSVD is best when the number of dimensions $d$ lower than fourand TT-SVD (or their POD equivalent) when $d$ grows larger.The second part is centered on a complex fluid dynamics flow, in particular thesingular lid driven cavity at high Reynolds number. This flow exhibits a seriesof Hopf bifurcation which are known to be hard to capture accurately which iswhy a detailed analysis was performed both with classical tools and POD. Oncethis flow has been characterized, emph{time-scaling}, a new ``physics based''interpolation ROM is presented on internal and external flows. This methodsgives encouraging results while excluding recent advanced developments in thearea such as EIM or Grassmann manifold interpolation
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Pomarède, Marie. "Investigation et application des méthodes d'ordre réduit pour les calculs d'écoulements dans les faisceaux tubulaires d'échangeurs de chaleur." Thesis, La Rochelle, 2012. http://www.theses.fr/2012LAROS355/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à la faisabilité de la mise en place de modèles d’ordre réduit pour l’étude des vibrations sous écoulement au sein de faisceaux tubulaires d’échangeurs de chaleur. Ces problématiques sont cruciales car les systèmes étudiés sont des éléments majeurs des centrales nucléaires civiles et des chaufferies embarquées dans les sous-marins.Après avoir rappelé le fonctionnement et les risques vibratoires existants au sein des échangeurs de chaleur, des calculs complets d’écoulement et de vibrations sous écoulement ont été effectués, d’abord pour un tube seul en milieu infini, puis pour un faisceau de tubes. Ces calculs ont été menés avec l’outil CFD Code_Saturne. La méthode de réduction de modèle POD (Proper Orthogonal De-composition) a été appliquée au cas des écoulements avec la structure laissée fixe.Les résultats obtenus montrent l’efficacité de la méthode pour ces configurations, moyennant l’introduction de méthodes de stabilisation pour l’écoulement au sein du faisceau. La méthode POD-multiphasique, permettant d’adapter la méthode POD à l’interaction fluide-structure, a ensuite été appliquée. Les grands déplacements d’un cylindre seul dans la zone d’accrochage (lock-in) ont été correctement reproduits par cette méthode de réduction de modèle. De même, on montre que les grands déplacements d’un cylindre en milieu confiné dans un faisceau de tubes sont fidèlement reconstruits.Enfin, l’extension de l’utilisation de la réduction de modèle aux études d’évolution paramétrique a été testée. Nous avons d’abord utilisé la technique considérant une base POD unique pour reproduire des écoulements à divers nombres de Reynolds autour d’un cylindre seul. Les résultats confirment la prédictivité bornée à une gamme de paramètres de cette méthode. Enfin, l’interpolation de bases POD pré-calculées pour une famille de paramètres donnés, utilisant les variétés de Grassmann et permettant de générer de nouvelles bases POD, a été testée sur des cas modèlesThe objective of this thesis is to study the ability of model reduction for investigations of flow-induced vibrations in heat exchangers tube bundle systems.These mechanisms are a cause of major concern because heat exchangers are key elements of nuclear power plants and on-board stoke-holds.In a first part, we give a recall on heat exchangers functioning and on vi-bratory problems to which they are prone. Then, complete calculations leaded with the CFD numerical code Code_Saturne are carried out, first for the flow around a single circular cylinder (fixed then elastically mounted) and then for the case of a tube bundle system submitted to cross-flow. Reduced-order method POD is ap-plied to the flow resolution with fixed structures. The obtained results show the efficiency of this technique for such configurations, using stabilization methods for the dynamical system resolution in the tube-bundle case.Multiphase-POD, which is a method enabling the adaptation of POD to fluid-structure interactions, is applied. Large displacements of a single cylinder elastically mounted under cross-flow, corresponding to the lock-in phenomenon,are well reproduced with this reduction technique. In the same way, large displace-ments of a confined moving tube in a bundle are shown to be faithfully recon-structed.Finally, the use of model reduction is extended to parametric studies. First,we propose to use the method which consists in projecting Navier-Stokes equations for several values of the Reynolds number on to a unique POD basis. The resultsobtained confirm the fact that POD predictability is limited to a range of parameter values. Then, a basis interpolation method, constructed using Grassmann mani-folds and allowing the construction of a POD basis from other pre-calculated basis,is applied to basic cases
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Luu, Thi Hieu. "Amélioration du modèle de sections efficaces dans le code de cœur COCAGNE de la chaîne de calculs d'EDF." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066120/document.
Full textAbstract:
Afin d'exploiter au mieux son parc nucléaire, la R&D d'EDF est en train de développer une nouvelle chaîne de calcul pour simuler le cœur des réacteurs nucléaires avec des outils à l'état de l'art. Ces calculs nécessitent une grande quantité de données physiques, en particulier les sections efficaces. Dans la simulation d'un cœur complet, le nombre de valeurs des sections efficaces est de l'ordre de plusieurs milliards. Ces sections efficaces peuvent être représentées comme des fonctions multivariées dépendant de plusieurs paramètres physiques. La détermination des sections efficaces étant un calcul complexe et long, nous pouvons donc les précalculer en certaines valeurs des paramètres (caluls hors ligne) puis les évaluer en tous points par une interpolation (calculs en ligne). Ce processus demande un modèle de reconstruction des sections efficaces entre les deux étapes. Pour réaliser une simulation plus fidèle du cœur dans la nouvelle chaîne d'EDF, les sections efficaces nécessitent d'être mieux représentées en prenant en compte de nouveaux paramètres. Par ailleurs, la nouvelle chaîne se doit d'être en mesure de calculer le réacteur dans des situations plus larges qu'actuellement. Le modèle d'interpolation multilinéaire pour reconstruire les sections efficaces est celui actuellement utilisé pour répondre à ces objectifs. Néanmoins, avec ce modèle, le nombre de points de discrétisation augmente exponentiellement en fonction du nombre de paramètres ou de manière considérable quand on ajoute des points sur un des axes. Par conséquence, le nombre et le temps des calculs hors ligne ainsi que la taille du stockage des données deviennent problématique. L'objectif de cette thèse est donc de trouver un nouveau modèle pour répondre aux demandes suivantes : (i)-(hors ligne) réduire le nombre de précalculs, (ii)-(hors ligne) réduire le stockage de données pour la reconstruction et (iii)-(en ligne) tout en conservant (ou améliorant) la précision obtenue par l'interpolation multilinéaire. D'un point de vue mathématique, ce problème consiste à approcher des fonctions multivariées à partir de leurs valeurs précalculées. Nous nous sommes basés sur le format de Tucker - une approximation de tenseurs de faible rang afin de proposer un nouveau modèle appelé la décomposition de Tucker . Avec ce modèle, une fonction multivariée est approchée par une combinaison linéaire de produits tensoriels de fonctions d'une variable. Ces fonctions d'une variable sont construites grâce à une technique dite de décomposition en valeurs singulières d'ordre supérieur (une « matricization » combinée à une extension de la décomposition de Karhunen-Loève). L'algorithme dit glouton est utilisé pour constituer les points liés à la résolution des coefficients dans la combinaison de la décomposition de Tucker. Les résultats obtenus montrent que notre modèle satisfait les critères exigés sur la réduction de données ainsi que sur la précision. Avec ce modèle, nous pouvons aussi éliminer a posteriori et à priori les coefficients dans la décomposition de Tucker. Cela nous permet de réduire encore le stockage de données dans les étapes hors ligne sans réduire significativement la précisionIn order to optimize the operation of its nuclear power plants, the EDF's R&D department iscurrently developing a new calculation chain to simulate the nuclear reactors core with state of the art tools. These calculations require a large amount of physical data, especially the cross-sections. In the full core simulation, the number of cross-section values is of the order of several billions. These cross-sections can be represented as multivariate functions depending on several physical parameters. The determination of cross-sections is a long and complex calculation, we can therefore pre-compute them in some values of parameters (online calculations), then evaluate them at all desired points by an interpolation (online calculations). This process requires a model of cross-section reconstruction between the two steps. In order to perform a more faithful core simulation in the new EDF's chain, the cross-sections need to be better represented by taking into account new parameters. Moreover, the new chain must be able to calculate the reactor in more extensive situations than the current one. The multilinear interpolation is currently used to reconstruct cross-sections and to meet these goals. However, with this model, the number of points in its discretization increases exponentially as a function of the number of parameters, or significantly when adding points to one of the axes. Consequently, the number and time of online calculations as well as the storage size for this data become problematic. The goal of this thesis is therefore to find a new model in order to respond to the following requirements: (i)-(online) reduce the number of pre-calculations, (ii)-(online) reduce stored data size for the reconstruction and (iii)-(online) maintain (or improve) the accuracy obtained by multilinear interpolation. From a mathematical point of view, this problem involves approaching multivariate functions from their pre-calculated values. We based our research on the Tucker format - a low-rank tensor approximation in order to propose a new model called the Tucker decomposition . With this model, a multivariate function is approximated by a linear combination of tensor products of one-variate functions. These one-variate functions are constructed by a technique called higher-order singular values decomposition (a « matricization » combined with an extension of the Karhunen-Loeve decomposition). The so-called greedy algorithm is used to constitute the points related to the resolution of the coefficients in the combination of the Tucker decomposition. The results obtained show that our model satisfies the criteria required for the reduction of the data as well as the accuracy. With this model, we can eliminate a posteriori and a priori the coefficients in the Tucker decomposition in order to further reduce the data storage in online steps but without reducing significantly the accuracy
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Pereira, Da Silva Luciano. "Atténuation du bruit et des vibrations de structures minces par dispositifs piézoélectriques passifs : modèles numériques d'ordre réduit et optimisation." Thesis, Paris, CNAM, 2014. http://www.theses.fr/2015CNAM0944/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la lutte contre les nuisances sonores et vibratoires, cette thèse porte sur la modélisation numérique des structures amorties par dispositifs piézoélectriques shuntés. La première partie du travail concerne la modélisation par éléments finis de structures en vibrations avec des pastilles piézoélectriques shuntées. Dans un premier temps, une formulation éléments finis originale, qui utilise des variables électriques globales (différence de potentiel et charge dans chaque pastille piézoélectrique), est analysée et validée. Dans un second temps, différentes stratégies de réduction de modèle basées sur la méthode de projection modale sont proposées pour résoudre le problème électromécanique discrétisé par éléments finis à moindre coût. La convergence de ces modèles d’ordre réduits est ensuite analysée pour les cas de shunts résistif et résonant. La deuxième partie du travail est consacrée à l’optimisation du système électromécanique, dans le but de maximiser l’amortissement apporté par les dispositifs piézoélectriques shuntés. Pour cela, une procédure d’optimisation topologique, basée sur la méthode SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization method), est développée pour déterminer les géométries et les emplacements optimaux des pastilles piézoélectriques. Cette procédure permet de maximiser le coefficient de couplage électromécanique modal entre les éléments piézoélectriques et la structure hôte, ceci de façon indépendante du choix des composants du circuit électrique. Les avantages de l’approche proposée sont mis en avant à travers un exemple de validation et un cas d'application industrielle. Enfin, la dernière partie du travail propose une approche numérique pour modéliser et optimiser la réduction du rayonnement acoustique de plaques minces dans le domaine des basses fréquences avec des éléments piézoélectriques shuntés. Cette approche est valable pour n’importe quelle plaque mince bafflée et non trouée, indépendamment des conditions aux limites. Un exemple d’application concernant l’atténuation du rayonnent acoustique d’une plaque avec renforts est présenté et analyséPassive structural vibration and noise reduction by means of shunted piezoelectric patches is addressed in this thesis. The first part of the work concerns the finite element modeling of shunted piezoelectric systems. Firstly, an original finite element formulation, with only a couple of electric variables per piezoelectric patch (the global charge/ voltage), is analyzed and validated. Secondly, several reduced order models based on a normal mode expansion are proposed to solve the electromechanical problem. The convergence of these reduced order models is then analyzed for a resistive and a resonant shunt circuits. In the second part of the work, the concept of topology optimization, based on the Solid Isotropic Material with Penalization method (SIMP), is employed to optimize, in terms of damping efficiency, the geometry of piezoelectric patches as well as their placement on the host elastic structure. The proposed optimization procedure consists of distributing the piezoelectric material in such a way as to maximize the modal electromechanical coupling factor of the mechanical vibration mode to which the shunt is tuned, independently of the choice of electric circuit components. Numerical examples validate and demonstrate the potential of the proposed approach for the design of piezoelectric shunt devices. Finally, the last part of the work concerns the numerical modeling of noise and vibration reduction of thin structures in the low frequency range by using shunted piezoelectric elements. An efficient approach that can be applied to any thin continuous plates in an infinite baffle, independently of the boundary conditions, is proposed. An application example of a thin plate with reinforcements is presented and analyzed
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Le, Thanh-Ha. "Analyses et mesures avancées du rayonnement électromagnétique d'un circuit intégré." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0097.
Full textAbstract:
L'objectif principal de la thèse est de proposer des solutions permettant d'améliorer l'efficacité des attaques par observation de signaux électromagnétiques pour découvrir la clé de chiffrement d'une carte à puce. Nous analysons deux méthodes: la DifferentiaI Power Analysis (DP A) et la Correlation Power Analysis (CP A). Les attaques DP A et CP A sont basées sur un modèle de consommation. Cependant, à cause de la complexité du circuit, le fait d'avoir un modèle rigoureux n'est pas réaliste. Nous avons proposé une nouvelle méthode, la Partitioning Power Analysis (PP A), qui permet d'améliorer la performance d'une attaque sans avoir un modèle de consommation précis. Les attaques par observation des signaux électromagnétiques, comme leur nom l'indique, dépendent étroitement des signaux acquis. La performance des attaques peut être nettement réduite si le bruit est trop fort ou si les signaux ne sont pas bien alignés. Nous avons proposé des solutions basées sur des techniques avancées de traitement du signal pour réduire le bruit et les effets engendrés par le désalignement des signaux. Les solutions que nous avons !développées améliorent l'efficacité des attaquesAnalyze two methods: DifferentiaI Power Analysis (DP A) and the Correlation Power Analysis (CP A). The attacks DPA and CPA are based on a power consumption mode!. However, because of the complexity of the circuit, the fact of having a rigorous model is not realistic. We proposed a new method, Partitioning Power Analysis (PP A), which makes it possible to improve the performance of an attack without a precis consumption mode!. Side channel attacks depend closely on the quality of measured signaIs. The performance of an attack can be definitely reduced if the noise level is too high or if the signaIs are not weIl aligned. We proposed solutions based on signal processing techniques to reduce the noise and the effects generated by the signal misalignment. These solutions make it possible to improve the attack effectiveness
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Verdon, Nicolas. "Un système dynamique d'ordre réduit basé sur une approche APR-POD pour l'étude de l'interaction écoulement turbulent-particules." Phd thesis, Université de La Rochelle, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00323067.
Full textAbstract:
Motivé par l'étude numérique de la dispersion de particules dans un écoulement turbulent, ce travail présente l'application et le développement de méthodes de réduction de modèles couplées à un système dynamique d'ordre bas pour les équations de Navier-Stokes. Ainsi, la première méthode appliquée est la décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD). Couplée à un système dynamique d'ordre faible obtenu par projection de Galerkin des équations de Navier-Stokes sur la base POD, cette méthode montre son efficacité en terme de temps de simulation pour le calcul de la dispersion de particules. Cependant, la POD nécessite au préalable un échantillonage temporel de l'écoulement, ce qui est handicapant. Afin de palier ce problème, l'alternative envisagée dans ce travail est l'utilisation d'une méthode de réduction \emph{a priori}, l'APR, basée sur la construction itérative d'une base de l'écoulement.La méthode APR est d'abord testée dans des cas modèles simples : l'équation de convection-diffusion 2D et les équations de Burgers 1D et 2D. Comparée aux méthodes de résolution classique, l'APR permet de diminuer fortement les temps de calcul tout en conservant une précision du même ordre de grandeur.
Les équations de Navier-Stokes sont ensuite résolues à l'aide d'un code volumes finis 2D, utilisant un découplage vitesse-pression de type Van Kahn. Un algorithme de réduction a priori adapté à l'algorithme de projection est alors présenté et appliqué pour le cas de la cavité entraînée 2D à Re=10000. Les résultats obtenus sur un court intervalle de temps sont assez encourageants. Enfin, une démarche d'avancement temporel basée sur le couplage d'APR et de systèmes dynamiques est présentée.
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Da, Costa Cardoso Inês. "Disciplinary surrogates for the analysis and optimization of partitioned multidisciplinary systems : application to aeroelastic coupling in wing design." Electronic Thesis or Diss., Toulouse, ISAE, 2024. http://www.theses.fr/2024ESAE0057.
Full textAbstract:
L'analyse et l'optimisation multidisciplinaire (MDAO) est un outil couramment utilisé dans les études préliminaires de conception d'aéronefs. Cependant, la plupart de ces études sont menées à l'aide de modèles de basse-fidélité associés aux différentes disciplines du système. Ces modèles, basées sur des données expérimentales, ne sont plus valables lors de l'étude de nouvelles configurations d'aéronefs pour lesquelles peu d'informations sont disponibles. Il est donc nécessaire de recourir à des modèles de haute-fidélité. Néanmoins, l'utilisation de solveurs haute-fidélité dans un contexte MDAO reste rare, du fait de leur coût de calcul et du manque d'information concernant les dérivées disciplinaires. Pour résoudre ce problème, les approches d'optimisation bayésienne, où l'optimisation est effectuée à l’aide des modèles de substitution, sont apparues comme des approches moins coûteuses qui ne nécessitent pas de connaître les dérivées du système. L'algorithme EGMDO (Efficient Global Multidisciplinary Design Optimization) est l'une de ces approches. EGMDO réduit le coût de calcul du problème d’optimisation multidisciplinaire en remplaçant les solveurs disciplinaires par des modèles de substitution basés sur les processus gaussiens (GP) enrichis de manière adaptative. Bien qu'EGMDO réduise avec succès le coût de calcul, il ne possède pas de stratégie de traitement des contraintes et n'est donc pas directement utilisable pour la plupart des études préliminaires. De plus, l'utilisation de modèles de substitution dans le cadre de solveurs haute-fidélité peut entraîner des difficultés supplémentaires. En effet, la sortie de ces solveurs est généralement une quantité discrétisée sur un maillage, pour laquelle des modèles de substitution ne peuvent pas être directement construits. Les stratégies de réduction d'ordre de modèle constituent une piste possible pour surpasser cette difficulté, car elles permettent de représenter les sorties disciplinaires à haute dimension dans un espace de plus faible dimension. La stratégie Disciplinary Proper Orthogonal Decomposition and Interpolation (DPOD+I) a développé cette idée en combinant des bases POD globales avec l'interpolation par GP des coordonnées généralisées. Mais bien que la stratégie DPOD+I ait permis l'utilisation de méta modèles avec des solveurs de haute fidélité, sa performance est significativement diminuée pour les problèmes où le nombre de vecteurs de base requis pour obtenir une petite erreur de projection est important. Cette thèse propose d'aborder les défis rencontrés par les méthodes EGMDO et DPOD+I en développant une extension de l'algorithme EGMDO aux problèmes d'optimisation sous contraintes et en proposant une stratégie de réduction de modèle basée sur l'interpolation de bases POD locales. Nous explorons également l'optimisation basée sur les gradients en exploitant les dérivées analytiques des méta-modèles disciplinaires. L'application des développements proposés au couplage aéroélastique d'une aile d'avion montre que l'approche proposée est capable de réduire le coût de calcul des problèmes d'analyse et d'optimisation multidisciplinaires souvent rencontrés lors des études préliminaires de conception d'aéronefsMultidisciplinary design analysis and optimization (MDAO) is commonly used in preliminary aircraft design studies. Nevertheless, most of these studies are conducted using low-fidelity simulations of the different participating disciplines. With growing interest in new aircraft configurations for which little to no experimental data is available, the need for high-fidelity simulations increases. However, due to their computational cost and lack of derivative information, the use of high-fidelity solvers in MDAO remains scarce. To address this issue, Bayesian optimization approaches, where optimization is carried out using surrogates of some or all of the system's functions have risen as cost-saving, derivative-free approaches. One such approach is the Efficient Global Multidisciplinary Design Optimization (EGMDO) algorithm. EGMDO reduces the cost of the MDO problem by replacing the disciplinary solvers by adaptively enriched Gaussian Process (GP) surrogates. Although EGMDO successfully reduces the computational burden, it does not possess a constraint handling strategy and therefore is not directly useful for most preliminary design studies. Moreover, using disciplinary surrogates when dealing with high-fidelity solvers can lead to additional challenges. Indeed, the output of these solvers is typically some quantity discretized over a mesh, for which surrogate models cannot be directly built. Model order reduction strategies provide a possible lead to address this issue, as they allow to represent the high-dimensional disciplinary outputs in a lower dimensional space. The Disciplinary Proper Orthogonal Decomposition and Interpolation (DPOD+I) strategy developed this idea by combining disciplinary global POD bases with GP interpolation. But although the DPOD+I strategy successfully enabled the use of disciplinary surrogates with high-fidelity solvers, its performance is significantly decreased for problems where the number of basis vectors required to obtain a small projection error is large. This thesis proposes to address the shortcomings of both EGMDO and DPOD+I frameworks by developing an extension of the EGMDO algorithm to constrained optimization problems and proposing a different model reduction strategy for the DPOD+I approach, based on the interpolation of local POD bases. We equally explore the possibility of gradient-based optimization through exploitation of the analytical derivatives of the disciplinary surrogates. Application of the proposed developments to the aeroelastic coupling of a wing shows that the proposed approach is capable of reducing the computational cost of the multidisciplinary analysis and optimization problems often found in preliminary aircraft design studies
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Iassamen, Nadia. "Modélisation et simulation des connexions intra et inter systèmes électroniques." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00965131.
Full textAbstract:
Les progrès constants en miniaturisation des transistors et l'augmentation des fréquences des signaux utilisés sont les principales tendances dans l'évolution des circuits électroniques. Avec ces évolutions apparaissent de nombreux effets indésirables qui perturbent le comportement des systèmes électroniques et sont soupçonnés d'être responsables de la majorité des dégradations de signaux dans les systèmes en haute fréquence. Des retards de propagation indésirables sont ainsi introduits par la présence des interconnexions, et la diaphonie, phénomène dû aux couplages entre lignes d'interconnexions, peut éventuellement provoquer des commutations non désirées des transistors. La prise en compte des interconnexions, dès les premières phases de conception d'un système, est par conséquent devenue une nécessité ces dernières années. Mais la simulation temporelle d'un réseau d'interconnexions est très gourmande en temps de calcul, ce qui impacte la durée globale de conception. Le remplacement des modèles électriques, décrivant précisément les interconnexions, par des modèles plus simples est primordial pour limiter les coûts de calcul. Une méthode de réduction d'ordre des modèles peut alors être employée pour effectuer cette opération efficacement. Le modèle final doit en effet décrire assez précisément certains aspects importants du modèle original et conserver les propriétés importantes du réseau d'interconnexions. Cette démarche permettra aux concepteurs d'effectuer des simulations temporelles rapides et d'étudier les paramètres d'intégrité du signal tel que le retard, le temps de montée, le dépassement....L'objectif de cette thèse est d'établir un nouvel outil de réduction de complexité des modèles de réseaux d'interconnexions. Différentes descriptions initiales des systèmes d'interconnexions sont envisagées : modèles circuits (fonctions de transfert) ou mesures fréquentielles. L'approche développée repose sur l'utilisation des fonctions orthogonales de Müntz-Laguerre et de Kautz afin de décrire mathématiquement, de manière précise, le système d'origine. Un opérateur linéaire, lié à ces fonctions de base, est ensuite appliqué pour déterminer un modèle rationnel de moindre complexité. La technique proposée est comparée à d'autres méthodes de la littérature d'abord sur des exemples académiques. Tout le potentiel de la méthode est ensuite illustré par sa mise en œuvre sur des réseaux d'interconnexions.
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Tissot, Gilles. "Réduction de modèle et contrôle d'écoulements." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2284/document.
Full textAbstract:
Le contrôle d'écoulements turbulents est un enjeu majeur en aérodynamique. Cependant, la présence d'un grand nombre de degrés de libertés et d'une dynamique complexe rend délicat la modélisation dynamique de ces écoulements qui est pourtant nécessaire à la conception d'un contrôle efficace. Au cours de cette thèse, différentes directions ont été suivies afin de développer des modèles réduits dans des configurations réalistes d'écoulements et d'utiliser ces modèles pour le contrôle.Premièrement, la décomposition en modes dynamiques (DMD), et certaines de ses variantes, ont été exploitées en tant que base réduite afin d'extraire au mieux le comportement dynamique de l'écoulement. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l'assimilation de données 4D-Var qui permet de combiner des informations inhomogènes provenant d'un modèle dynamique, d'observations et de connaissances a priori du système. Nous avons ainsi élaboré des modèles réduits POD et DMD d'un écoulement turbulent autour d'un cylindre à partir de données expérimentales PIV. Finalement, nous avons considéré le contrôle d'écoulement dans un contexte d'interaction fluide/structure. Après avoir montré que les mouvements de solides immergés dans le fluide pouvaient être représentés comme une contrainte supplémentaire dans le modèle réduit, nous avons stabilisé un écoulement de sillage de cylindre par oscillation verticaleControl of turbulent flows is still today a challenge in aerodynamics. Indeed, the presence of a high number of active degrees of freedom and of a complex dynamics leads to the need of strong modelling efforts for an efficient control design. During this PhD, various directions have been followed in order to develop reduced-order models of flows in realistic situations and to use it for control. First, dynamic mode decomposition (DMD), and some of its variants, have been exploited as reduced basis for extracting at best the dynamical behaviour of the flow. Thereafter, we were interested in 4D-variational data assimilation which combines inhomogeneous informations coming from a dynamical model, observations and an a priori knowledge of the system. POD and DMD reduced-order models of a turbulent cylinder wake flow have been successfully derived using data assimilation of PIV measurements. Finally, we considered flow control in a fluid-structure interaction context. After showing that the immersed body motion can be represented as an additional constraint in the reduced-order model, we stabilized a cylinder wake flow by vertical oscillations
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Radenac, Yann. "Programmation "chimique" d'ordre supérieur." Rennes 1, 2007. ftp://ftp.irisa.fr/techreports/theses/2007/radenac.pdf.
Full textAbstract:
Dans le modèle de programmation « chimique », les programmes sont vus comme des solutions chimiques abstraites. Les données sont des molécules dont les réactions chimiques représentent les opérations. Quand des molécules vérifient une condition de réaction, elles sont remplacées par le résultat de l'opération associée. Le programme se termine quand plus aucune réaction n'est possible. On défend la thèse qu'un modèle chimique d'ordre supérieur est adapté à la programmation de systèmes s'exécutant à grande échelle. Dans ce modèle, les règles de réaction sont elles-mêmes considérées comme des molécules. On définit le gamma-calcul, un système de réécriture chimique d'ordre supérieur. Puis on construit à partir de ce calcul un langage de programmation chimique d'ordre supérieur appelé HOCL. Les programmes HOCL montrent des propriétés d'auto-organisation. On l'illustre par des exemples de programmes chimiques de systèmes autonomes et en particulier de grilles autonomesIn the "chemical" programming model, programs are viewed as abstract chemical solutions. Data are molecules whose chemical reactions represent operations between them. When some molecules satisfy a reaction condition, they are replaced by the result of the associated operation. The program finishes when no more reaction is possible. We defend the thesis that a higher-order chemical model is adapted to program systems running in a large scale. In this model, reaction rules are themselves considered as molecules. First, we define the gamma-calculus, a higher-order chemical rewriting system. Then, based on that calculus, we build a higher-order chemical programming language called HOCL. Programs written in HOCL show self-organizing properties. This is illustrated by some examples of chemical programs of autonomous systems and autonomous grids in particular
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Vuong, Thi Thanh Thuy. "Réduction de modèle de crash automobile : application en optimisation." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC025.
Full textAbstract:
La simulation numérique est de plus en plus utilisée dans l’industrie pour réduire le coût lié aux essais physiques. Une simulation de crash (préparation + soumission au solveur + traitement) dure environ une à deux journées. Renault utilise l’optimisation, donc de nombreuses simulations de crash, pour dimensionner ses véhicules. Afin de réduire le coût total d’un ensemble de simulations crash, le but de cette thèse est de proposer une ou des méthodes de réduction de modèle applicables dans un espace paramétrique. Les méthodes proposées dans cette thèse sont non-intrusives et n’obligent donc pas à modifier le solveur ni le modèle. La première méthode testée est la Proper Orthogonal Decomposition. Elle permet de réduire le comportement d’une simulation et de comprendre les propriétés du crash mais l’interpolation dans l’espace paramétrique est plus difficile. La deuxième méthode, ReCUR, est une variante de la décomposition CUR classique. Elle sera montrée comme une forme générale des méthodes non-intrusives. Elle permet de surmonter les deux limites importantes des méthodes de réduction actuelles : taille du modèle élevée et interpolationThe numerical simulation is more and more applied in the industry in order to reduce the physical tests costs. A crash simulation (pre-processing, processing and post-processing) takes about one or two days. Renault uses the optimization, so numerous crash simulations, to size cars. To cut back the total cost of a whole crash simulations, the aim of this thesis is to propose a or some Reduced-Order Model (ROM) methods that can be applied in a parametric space. The suggested methods in this thesis are nonintrusive and neither the solver nor the model should not be modified . The first tested method is the Proper Orthogonal Decomposition. This method allows reducing the behavior of a crash simulation and understanding the crash properties but not interpolating in a parametric space. The second method, ReCUR, is a variant of the classical decomposition CUR. It will be demonstrated as a general form of the non-intrusive methods. It allows overcoming two important limits of actual ROM methods : size of the model and the interpolation
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Gstalter, Étienne. "Réduction d’ordre de modèle de crash automobile pour l’optimisation masse / prestations." Thesis, Compiègne, 2020. http://www.theses.fr/2020COMP2576.
Full textAbstract:
Cette thèse est une contribution à un thème de recherche sur les applications de la réduction de modèle à l’ingénierie RENAULT. Elle fait suite aux travaux du projet IRT SystemX ROM (Réduction de modèles et Optimisation Multidisciplinaire) et aux thèses CIFRE RENAULT [Vuong], [Charrier]. L’application industrielle principale du thème est la mise au point de la structure d’un véhicule sollicité en crash; des travaux sont également en cours sur la combustion, l’acoustique et l’aérodynamique. Les travaux de cette thèse sont à la fois un apport à la méthode générique ReCUR et son adaptation à l’optimisation de la caisse d’un véhicule pour le crash. RENAULT utilise largement l’optimisation pour la mise au point de la caisse en crash, avec un outil d’optimisation numérique basé sur la méthode des plans d’expériences. Cette méthode nécessite beaucoup de calculs crash car cette simulation est considérée comme une boite noire, en utilisant uniquement les entrées et sorties. La méthode ReCUR prend le contre-pied en exploitant un maximum d’informations de chaque simulation crash, dans le but de réduire fortement leur nombre. Les travaux de cette thèse ont permis de remplir cet objectif pour les applications de mise au point au nominal et pour l’optimisation robuste dans des cas complexes comme le choc frontal et arrièreThis thesis is a part of a global research work dedicated to reduced-order modelling applications in the Renault engineering direction. It's research topic has been improved in the IRT System)('s project on Reduced Order Model and Multi-disciplinary Optimization. Some previous thesis can help understand the context. ([Vuong], [Charrier]). The main industrial application of the research theme is the focus on a body structure, in a crash loading. Some research works on acoustic, combustion and aerodynamic are currently ongoing. This thesis is both a contribution to the generic ReCUR method, and its application to a car body structure optimization for crash loadings. Engineering teams at Renault uses optimization to obtain the best crash simulation, with a numerical optimization software, based on designs of experiments. It requires a lot of crash simulation because each simulation is considered as unique, with only one response for each parameter. Only Inputs and Outputs are known. The ReCUR method consider that each simulation is a huge mine that needs our attention. We hope that we can decrease the number of crash simulation required to compute a model, by using much more data for each simulation
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Pinto, Marinho Nuno. "Réduction d'un modèle de système électrique pour des études technico-économiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC051/document.
Full textAbstract:
La simulation des processus complexes dans des réseaux de transport d'électricité de grande taille nécessite la réduction de la dimension du problème. Comment réduire la complexité spatiale d'un réseau de grande dimension en gardant un bon niveau de précision ? Pour répondre à cette question nous avons divisé ce travail en trois grandes étapes : 1) la réduction par agrégation du nombre de nœuds; 2) la modélisation des liaisons entre ces clusters de nœuds et 3) le calcul des capacités des lignes équivalentes.L'agrégation des nœuds dans un cluster implique que celui-ci sera traité comme une plaque de cuivre par le modèle de marché. En conséquence, pour l'agrégation des nœuds, les congestions récurrentes dans le réseau sont identifiées et placées idéalement aux frontières des clusters. Après la réduction, la même répartition des flux dans le réseau complet et dans le modèle réduit du réseau doit être trouvée. Pour ce fait une méthodologie d'estimation d'une matrice PTDF a été développée. Pour les études économiques la limite thermique des lignes est un paramètre clé. Pour résoudre ce problème, nous proposons une méthodologie qui estime les capacités équivalentes à partir des points de fonctionnement historiques du système complet. Les approches présentées dans ce travail ont été appliquées sur un modèle du réseau continental européen et ont permis d'obtenir un modèle simplifié qui minimise la perte d'informationThe simulation of complex processes in large scale power systems needs the reduction of the problem. How to reduce the spatial complexity of a large scale power network while minimizing information loss? To answer this question we have divided this work in three main steps: 1) network buses aggregation; 2) modelling of the clusters' links; 3) defining the equivalent branches maximum exchange capacity.The bus aggregations in a cluster implies that it will be treated as a coppper-plate by the market model. Therefore, the most frequent network congestions must be identified ideally placed at the clusters frontiers. After the reduction, the same power flow repartition must be found in both reduced and complete model. To do that, a methodology to define a PTDF matrix was developed. For economic purpose studies, the branches maximum capacity is a key parameter, to define this value, a methodology is proposed that estimates the equivalent transmission capacities using historical system operating set points.These approaches were applied to the European transmission network and allowed to define a reduced model that minimises the information loss
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Wahl, Jean-Baptiste. "The Reduced basis method applied to aerothermal simulations." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD024/document.
Full textAbstract:
Nous présentons dans cette thèse nos travaux sur la réduction d'ordre appliquée à des simulations d'aérothermie. Nous considérons le couplage entre les équations de Navier-Stokes et une équations d'énergie de type advection-diffusion. Les paramètres physiques considérés nous obligent à considéré l'introduction d'opérateurs de stabilisation de type SUPG ou GLS. Le but étant d'ajouter une diffusion numérique dans la direction du champs de convection, afin de supprimer les oscillations non-phyisques. Nous présentons également notre stratégie de résolution basée sur la méthode des bases réduite (RBM). Afin de retrouver une décomposition affine, essentielle pour l'application de la RBM, nous avons implémenté une version discrète de la méthode d'interpolation empirique (EIM). Cette variante permet de la construction d'approximation affine pour des opérateurs complexes. Nous utilisons notamment cette méthode pour la réduction des opérateurs de stabilisations. Cependant, la construction des bases EIM pour des problèmes non-linéaires implique un grand nombre de résolution éléments finis. Pour pallier à ce problème, nous mettons en oeuvre les récents développement de l'algorithme de coconstruction entre EIM et RBM (SER)We present in this thesis our work on model order reduction for aerothermal simulations. We consider the coupling between the incompressible Navier-Stokes equations and an advection-diffusion equation for the temperature. Since the physical parameters induce high Reynolds and Peclet numbers, we have to introduce stabilization operators in the formulation to deal with the well known numerical stability issue. The chosen stabilization, applied to both fluid and heat equations, is the usual Streamline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) which add artificial diffusivity in the direction of the convection field. We also introduce our order reduction strategy for this model, based on the Reduced Basis Method (RBM). To recover an affine decomposition for this complex model, we implemented a discrete variation of the Empirical Interpolation Method (EIM) which is a discrete version of the original EIM. This variant allows building an approximated affine decomposition for complex operators such as in the case of SUPG. We also use this method for the non-linear operators induced by the shock capturing method. The construction of an EIM basis for non-linear operators involves a potentially huge number of non-linear FEM resolutions - depending on the size of the sampling. Even if this basis is built during an offline phase, we usually can not afford such expensive computational cost. We took advantage of the recent development of the Simultaneous EIM Reduced basis algorithm (SER) to tackle this issue
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Oulefki, Abdelhakim. "Réduction de modèles thermiques par amalgame modal." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523620.
Full textAbstract:
On présente la méthode d'amalgame modal. Il s'agit d'une approche pour réduire un modèle d'état modal quelconque. La méthode est ici appliquée dans le cadre de la thermique. Le principe repose sur une partition judicieuse de l'espace d'état modal en quelques sous espaces disjoints. La dynamique de chaque sous espace est ensuite approchée au mieux par un pseudo-élément propre. L'optimalité de la démarche est prouvée au sens d'un critère d'écart quadratique de qualité. Le modèle obtenu conserve des liens formels avec le modèle d'origine. Du point de vue algorithmique, la méthode est automatique : on peut chercher le meilleur modèle réduit respectant une contrainte de précision et/ou de taille. La méthode est performante en temps de calcul. La réduction par amalgame modal est comparée à celles d'autres méthodes. Des exemples de réduction de modèles modaux 1D, 2D et 3D sont donnés.
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Ponsignon, Jean-Charles. "Réduction fuchsienne et modèles stellaires." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS046/document.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est l'étude d'un système différentielle non linéaire issu d'un modèle stellaire. Après réduction et changements d'inconnues et variables, on se ramène à un second membre analytique en chacune des variables du problème ainsi qu'en des fonctions bien choisies. Nous montrons ensuite que les solutions peuvent s'écrire dans un espace de séries absolument convergentes. Ce théorème d'existence servira alors de brique élémentaire à une méthode de réduction de type Fuchsienne. L'objectif étant d'obtenir un développement sous forme de série faisant apparaître de manière explicite les différentes constantes arbitraires inhérentes à ce type d'équationsThe object of this thesis is the study of a non linear differential equation stemming from a stellar model. After reduction and unknowns changes and variables, we achieve to an analytic second member in each of the problem variables and well chosen functions. Then we show that the solutions can be described in a space of absolute convergent series. This theorem of existence will be used as an elementary brick to a nearby method of Fuchsian reduction. The objective was to obtain a development which elicits arbitrary various constants inherent to this type of equations
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Nguyen, Tien Minh. "Dynamique non linéaire des systèmes mécaniques couplés: réduction de modèle et identification." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002994.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire est une contribution au domaine de l'analyse et de l'identification du comportement dynamique des structures non linéaires. Le premier objectif est la mise au point et la comparaison de quatre techniques de calcul des Modes Normaux Non linéaires (MNNs) : l'approche de Shaw et Pierre, l'approche de Bellizzi et Bouc, l'équilibrage harmonique et la méthode de tir. La combinaison des trois dernières méthodes avec la méthode de continuation permet de détecter les points de bifurcation et de trouver les nouvelles branches de solutions. Le deuxième objectif est l'identification des paramètres caractérisant le comportement dynamique des systèmes linéaires et non linéaires à partir des réponses libres ou des réponses au bruit ambiant. Les outils présentés sur le traitement du signal réel modulé en amplitude et en fréquence par la transformation en ondelettes continue permettent d'atteindre cet objectif. Le dernier objectif est l'extension de la méthode de sous-structuration linéaire de Craig-Bampton au cas non linéaire. Lorsque l'hypothèse de couplage faible entre les sous-structures est faite, le modèle réduit de la structure globale est obtenu par assemblage de modèles réduits de sous-structures avec interfaces de couplage fixe. Ces modèles réduits sont calculés en utilisant l'approche des MNNs de Shaw et Pierre. La robustesse et l'efficacité des méthodes présentées sont étudiées au travers d'exemples numériques ainsi que de tests réels.
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Assaf, Ali. "Réduction de modèle, observation et commande prédictive d'une station d'épuration d'eaux usées." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0282/document.
Full textAbstract:
Les installations d'épuration des eaux usées sont des systèmes de grande dimension, non linéaires, sujets à des perturbations importantes en flux et en charge. Une commande prédictive (MPC) a été appliquée au Benchmark BSM1 qui est un environnement de simulation qui définit une installation d'épuration. Une identification en boucle ouverte d'une station d'épuration d'eaux usées a été réalisée pour déterminer un modèle linéaire en se basant sur un ensemble de mesures entrée sortie du Benchmark BSM1. Les réponses indicielles en boucle ouverte ont été obtenues à partir de variation échelon des entrées autour de leurs valeurs stationnaires. Le modèle tient compte des non-linéarités à travers des paramètres variables. Les réponses indicielles obtenues permettent de déterminer par optimisation les fonctions de transfert continues correspondantes. Ces fonctions de transfert peuvent être regroupées en cinq modèles mathématiques. Des fonctions de transfert continues de premier ordre, de premier ordre avec un intégrateur, des réponses inverses, de second ordre et de second ordre avec zéro représentant les réponses indicielles ont été identifiées. Les valeurs numériques des coefficients de chaque modèle choisi ont été calculées par un critère des moindres carrés. La commande prédictive (MPC) utilise le modèle obtenu comme un modèle interne pour commander le procédé. Deux stratégies de la commande prédictive DMC et QDMC d'une station d'épuration avec ou sans compensation par anticipation ont été testées. La commande par anticipation est utilisée pour réduire l'effet de deux perturbations mesurées, le débit entrant et la concentration entrante en ammonium, sur le systèmeWastewater treatment processes are large scale, non linear systems, submitted to important disturbances of influent flow rate and load. Model predictive control (MPC) widely used industrial technique for advanced multivariable control, has been applied to the Benchmark Simulation Model 1 (BSM1) simulation benchmark of wastewater treatment process. An open loop identification method has been developed to determine a linear model for a set of input-output measurements of the process. All the step responses have been obtained in open loop from step variations of the manipulated inputs and measured disturbances around their steady state values. The non-linearities of the model are taken into account by variable parameters. The step responses coefficient obtained make it possible to determine by optimization the corresponding transfer functions. That functions are classified by five mathematical models, such as : first order, first order with integrator, inverse response, second order and second order with zero. The numerical values of coefficients of each model selected were calculated using a least squares criterion. Model predictive control (MPC) uses the resulting model as an internal model to control the process. Dynamic matrix control DMC and quadratic dynamic matrix control QDMC predictive control strategies, in the absence and presence of feedforward compensation, have been tested. Two measured disturbances have been used for feedforward control, the influent flow rate and ammonium concentration
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Hachette, Rémy. "Réduction de modèle thermique par identification : utilisation pour des conditions aux limites variables, couplage à un modèle détaillé." Aix-Marseille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX11048.
Full textAbstract:
Ces travaux sont relatifs a la reduction de modeles de connaissance par la methode d'identification des modes dominants. On montre ici les dernieres ameliorations: en precision grace a une identification pour chaque sollicitation ; en temps de calcul par selection de quelques reponses les plus representatives de la dynamique du systeme. La methodologie adoptee ne necessite que des simulations numeriques effectuees avec le modele d'origine, associees a des algorithmes d'optimisation. Le bien fonde de la demarche est montre sur deux exemples de modelisation en diffusion thermique: un pont thermique 2d un transistor de puissance 3d. On montre ensuite comment l'on peut etendre le champ d'utilisation d'un tel modele grace a l'introduction de la notion de flux correcteurs. Ceci permet notamment d'utiliser un modele reduit avec des conditions limites: non lineaires (echanges radiatifs) completement differentes des conditions aux limites du modele d'origine (changement de coefficient de convection, raccordement avec un autre modele). Des applications a des exemples simples 2d sont donnees
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Balabonski, Thibaut. "La plein paresse, une certain optimalité : partage de sous-termes et stratégies de réduction en réécriture d'ordre supérieur." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077198.
Full textAbstract:
Cette thèse explore des stratégies d'évaluation efficaces pour les langages de programmation fonctionnelle et la récriture d'ordre supérieur, avec deux contraintes : pas d'évaluation anticipée du corps non-instancié d'une fonction, et une restriction des mécanismes de partage à des sous-termes complets Dans le cas du lambda-calcul et dans la plus générale récriture du second ordre orthogonale, trois modèles d'évaluation sont prouvés équivalents en réduction faible : la réduction optimale sans partage, la réduction pleinement paresseuse à la Wadsworth, et la réduction optimale de familles à la Lévy. Cette notion unifiée d'optimalité faible montre que l'optimalité à la Lévy en réduction faible peut être réalisée aussi bien par une stratégie paresseuse que par une stratégie sans partage. Toutefois, une telle stratégie optimale sans partage ne peut être calculable, alors que le partage permet dans de nombreux cas une stratégie optimale très simple. Ces résultats sont établis en tirant parti des restrictions imposées pour se ramener à des systèmes plus simples et bien maîtrisés. D'une part les graphes modélisant le partage de sous-termes sont systématiquement représentés par des termes étiquetés, grâce à un cadre axiomatique (Sharing-via-Labelling Systems, SLS) développé pour l'occasion. D'autre part, une transformation inspirée du lambda-lifting établit une bisimulation forte entre tout système du second ordre faible et un système du premier ordre, bisimulation qui préserve la longueur des séquences de réduction, l'orthogonalité des systèmes et le partage. Des graphes pour la récriture d'ordre supérieur sont ainsi formalisés et étudiés, sans graphes ni ordre supérieurThis dissertation investigates efficient evaluation strategies for functional programming languages and higher-order rewriting, with two constraints: no early evaluation of non-instantiated function bodies, and a restriction of sharing mechanisms to complete subterms. In the lambda-calculus, as well as in the more general framework of orthogonal second-order rewriting, three evaluation models are considered: optimal reduction without sharing, fully lazy reduction à la Wadsworth, and optimal family reduction à la Levy. This defines a unified notion of weak optimality, that teaches us that Levy-optimality in weak reduction can be implemented by a fully lazy strategy as well as a strategy without sharing. It is however also proved that such an optimal strategy without sharing cannot be computable, while sharing allows in a number of cases the definition of very simple optimal strategies. To reach these conclusions, this dissertation makes good use of the contraints to reduce the discussion to simpler well-known Systems. On the one hand the graphs modelling the sharing of subterms are represented by labelled terms, thanks to the axiomatic framework of Sharing-via-Labelling Systems (SLS) developped for the occasion. On the other hand, a transformation process inspired from lambda-lifting defines a bisimulation between any weak second-order System and some first-order System, said bisimulation preserving in particular the length of reduction sequences, the possible orthogonality of the Systems, and sharing. Thus graphs for higher-order rewriting are formalized and studied, without graphs nor higher-order
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Jurczenko, Emmanuel. "Modèles d'évaluation des prix des actifs financiers et moments d'ordre supérieur." Paris 1, 2006. http://www.theses.fr/2006PA010007.
Full textAbstract:
Notre travail vise à présenter, dans un cadre unifié, les fondements théoriques et les propriétés théoriques des modèles d'évaluation des actifs financie et des prix des options à quatre moments. De fait, ce travail combine différents champ d'analyse: la théorie de de décision en incertitude, la théorie de choix de portefeuille, l'évaluation des actifs financiers et l'évaluation des options. Dans la première partie, nous étudions les fondements décisionnels et les propriétés des modèles d'équilibre des prix des actifs financiers à quatre moments. Contrairement à ce qui est habituellement supposé dans le cadre des modèles d'allocation et d'évaluation nous montrons que le choix d'un développement en série de Taylor arrêté à l'ordre quatre ne possède aucune supériorité théorique particulière sur une fonction d'utilité polynomiale quartique quand il s'agit de justifier un critère de décision moyenne-variance-asymétrie-kurtosis. L'étude des propriétés générales de la frontière des portefeuilles moyenne-variance-asymétrie-kurtosis efficients nous permet d'étendre le modèle d'évaluation des actifs financiers de Sharpe-Lintner-Mossin à quatre moments avec ou sans un actif non risqué. Dans la seconde partie nous étudions les fondements théoriques et les propriétés des modèles d'évaluation semi-paramétriques des prix des options d'achat européennes à quatre moments. Ceci nous permet de corriger la formulation originelle du modèle de Corrado et Su (1996-b et 1997-b ) d'une erreur importante tant sur le plan économique que financier.
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Lombard, Jean-Pierre. "Contribution à la réduction des modèles éléments finis par synthèse modale." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00351693.
Full textAbstract:
Une approche synthétique des méthodes de réduction de modèles éléments finis dynamiques de structures mécaniques est présentée dans ce mémoire.Une nouvelle technique de synthèse modale est proposée: elle permet l'obtention de modèles réduits exempts de coordonnées de jonction. Ses performances sont comparées vis-à-vis des méthodes de sous-structuration classiques lors de la réduction de modèles de structures automobiles. Un modèle sous-structuré d'une caisse nue de véhicule de 450 000 ddl, présentant une forte connectivité, est condensé à 2000 ddl par cette méthode.
L'usage de transformations de coordonnées physiques avec la prise en compte des chargements appliqués est généralisé à l'ensemble des méthodes de réduction.
La robustesse des modèles réduits paramétrés est traitée ainsi que les techniques d'adaptation, par réductions multiplies, des données issues du modèle aux observations mesurées sur la structure dans des objectifs de recalage de modèle et d'optimisation de comportement.
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Bodjona, Hèzièwè Serge. "Elaboration d'un modèle détaillé d'une boucle diphasique gravitaire et développement d'un modèle réduit associé." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0005/document.
Full textAbstract:
Les systèmes électriques occupent de nos jours une place de plus en plus importante dans le domaine du transport aérien, ferroviaire et automobile. Ce progrès s'est accompagné de la miniaturisation des systèmes(convertisseurs) qui nécessitent un refroidissement très performant. Alors que les systèmes de refroidissement traditionnels atteignent leurs limites, une des solutions consiste à utiliser des boucles fluides diphasiques reposant sur le changement de phase liquide-vapeur du fluide de travail, en particulier les boucles diphasiques gravitaires. L'objectif de cette thèse est double: proposer un modèle détaillé de la boucle ainsi qu'un modèle réduit capable de calculer les variables en tout point de la boucle et en tout instant mais beaucoup moins gourmand en temps de calcul. Concernant tout d'abord le modèle détaillé, les équations de l'écoulement monodimensionnel et compressible du fluide à l'état monophasique et diphasique en régime transitoire sont résolues par la méthode d 'Euler explicite et par la méthode des volumes finis. Le mélange liquide-vapeur se comporte comme un mélange homogène, en équilibre mécanique et thermique. Les lois de fermeture du modèle sont déduites des lois d'état du type "Stiffened Gas". En ce qui concerne le modèle réduit, une extension de la méthode d'identification modale est proposée. La structure du modèle réduit est tout d'abord déterminée en effectuant la projection de Galerkine des équations de conservation continues. Ensuite les paramètres dumodèle réduit sont identifiés par la résolution d'un problème d'optimisation. Le modèle réduit ainsi construit est alors validé sur plusieurs cas présentant des dynamiques différentesToday, electrical systems are becoming increasingly important in the air, rail and automotive sectors.The immediate consequence of this progress is the miniaturization of systems (converters) requiring very important cooling means. Whereas conventional cooling solutions are reaching their limit, an alternative one can be sought in two-phase loops based on the liquid-vapor phase change of a working fluid, in particular two-phase loop thermosyphon. The objective of this thesis is twofold : to propose a detailed model of a two phase loop thermosyphon as well as a reduced model able to calculate the variables at any location of the loop at any time with a much smaller computing time. First, the equation of the transient one-dimensional compressible one-phase and two-phase fluid flow is solved using the explicit Euler method of order 1 and the finite volume method. The liquid-vapor mixture is modeled as a homogeneous mixture at mechanical and thermal equilibrium. The closure laws of the model are deduced from the "Stiffened Gas" state laws. For the reduced model, an extension of the modal identification method is proposed. The structure of the reduced model is first determined carrying out the Galerkin projection of the continuous conservation equations.Then the parameters of the model are identified by the resolution of an optimization problem. The reduced model thus constructed is then validated on several cases with different dynamics
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Riu, Delphine. "Modélisation et commande de systèmes électriques : de leur structure optimale à leurs performances dynamiques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00566876.
Full textAbstract:
Les systèmes d'énergie électrique embarqués ou semi autonomes connaissent des évolutions marquées. Parmi elles, on peut citer l'introduction massive d'électronique de puissance permettant d'améliorer significativement les performances via leur commande et l'interfaçage de sources de stockage. A contrario, de nombreux problèmes se posent lors du dimensionnement et du choix de l'architecture de commande du système : quelle stratégie de gestion énergétique doit-on mettre en œuvre au préalable pour optimiser les flux et le dimensionnement des sources ? Quelle commande permet d'intégrer à la fois des critères de performances dynamiques, de stabilité et de robustesse vis-à-vis des incertitudes paramétriques inhérentes à un processus de dimensionnement ? Enfin, quels outils et modèles doit-on mettre en œuvre pour garder un lien fort entre paramètres du système et critères de performances tout au long de ce processus ? Les travaux présentés dans ce mémoire proposent des premières réponses à ces questions, via l'utilisation de techniques de commande avancées comme la commande optimale ou la commande robuste. Des outils originaux de modélisation, basés sur les systèmes d'ordre non entier seront également présentés pour la modélisation de dispositifs diffusifs (machines électriques, générateurs électrochimiques) ou modélisés par des équations aux dérivées partielles.
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Beyrouthy, Joëlle. "Réduction dimensionnelle d'un modèle viscoélastique en grandes déformations : Analyse théorique et simulation numérique." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066113.
Full textAbstract:
Dans la première partie de cette thèse, nous présentons une réduction dimensionnelle 3D-1D pour deux modèles viscoélastiques en grandes déformations, mécanique et thermodynamique, introduits par P. Neff. Notre réduction est effectuée à l'aide d'un Ansatz de Cosserat qui est basé sur l'introduction de vecteurs directeurs. Les problèmes unidimensionnels sont des problèmes couplés minimisation/évolution. L'étude mathématique n'a été faite que pour le problème réduit mécanique en raison de sa complexité dans le cas thermodynamique. Par contre, la seconde partie de ce travail est consacrée à la résolution numérique des deux modèles, faite par une méthode de splitting. Enfin, les deux modèles satisfont le principe d'indifférence matérielle
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Mansouri, Mohamed. "Etude mécano-fiabiliste et réduction du modèle des problèmes vibro-acoustiques à paramètres aléatoires." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845562.
Full textAbstract:
Dans de nombreuses applications industrielles, les structures en vibration à dimensionner sont en contact avec un fluide (fluide autour des coques des bateaux, réservoirs, échangeurs de chaleur dans les centrales, l'industrie automobile, etc). Cependant, le comportement dynamique de la structure peut être modifié de façon importante par la présence du fluide. Le dimensionnement doit donc prendre en compte les effets de l'interaction fluide-structure.Ces applications nécessitent un couplage efficace. En outre, l'analyse dynamique des systèmes industriels est souvent coûteuse du point de vue numérique. Pour les modèles éléments finis des problèmes couplés fluide-structure, l'importance de la réduction de la taille devient évidente car les degrés de liberté du fluide seront ajoutés à ceux de la structure. Des méthodes de réduction du modèle seront utilisées pour réduire la taille des matrices obtenues.Traditionnellement, l'étude de ces systèmes couplés est fondée sur une démarche déterministe dans laquelle l'ensemble des paramètres utilisés dans le modèle prennent une valeur fixe.Par contre, il suffit d'avoir procédé à quelques expérimentations pour se rendre compte des limites d'une telle modélisation, d'où la nécessité de la prise en compte des incertitudes sur les paramètres du système couplé.Ce travail de thèse s'articule autour de trois études principales. La première consiste à mener une étude déterministe numérique et analytique des problèmes vibro-acoustiques sans réduction de modèles. Cette dernière est basée sur une formulation non symétrique déplacement/pression et une formulation symétrique déplacement/pression et potentiel des vitesses. Dans la deuxième étude, on propose deux méthodes de réduction du modèle : analyse et synthèse modales pour la résolution des problèmes vibro-acoustiques des grandes tailles des systèmes couplés modélisés par la méthode des éléments finis. La méthode de synthèse modale développée couple une méthode de sous-structuration dynamique de type Craig et Bampton et une méthode de sous domaines acoustiques.Enfin, pour tenir compte des incertitudes sur les paramètres du système couplé, on a développé dans la troisième étude une méthode numérique stochastique de synthèse modale étendue à une étude de fiabilité basée sur les approches FORM et SORM pour la résolution de ces problèmes. Ces démarches vont nous permettre de résoudre les problèmes vibro-acoustiques, sans utiliser les méthodes classiques, qui consistent à faire un calcul modal direct allié à la simulation de Monte Carlo demandant un coup de temps très élevé.Plusieurs exemples académiques et industriels ont été traités pour valider les approches proposées.L'étude numérique est conduite en utilisant un code élaboré sous MATLAB couplé au code commercial ANSYS afin d'évaluer la fiabilité du système couplé. La confrontation des résultats numériques, analytiques et expérimentaux nous permet de valider conjointement le processus de calcul et les méthodes proposées dans le domaine de l'analyse fréquentielle et l'étude fiabiliste des structures immergées. D'un point de vue industriel, ces méthodes visent à promouvoir l'introduction de la culture de l'incertain dans les métiers de la conception et encouragent la construction d'un modèle fiable et robuste pour les problèmes d'interaction fluide-structure.
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Macherey, Arthur. "Approximation et réduction de modèle pour les équations aux dérivées partielles avec interprétation probabiliste." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2021. http://www.theses.fr/2021ECDN0026.
Full textAbstract:
Nous nous intéressons dans cette thèse à la résolution numérique de modèles régis par des équations aux dérivées partielles admettant une interprétation probabiliste. Dans un premier temps, nous considérons des équations aux dérivées partielles en grande dimension. En nous basant sur une interprétation probabiliste de la solution qui permet d’obtenir des évaluations ponctuelles de celle-ci via des méthodes de Monte-Carlo, nous proposons un algorithme combinant une méthode d’interpolation adaptative et une méthode de réduction de variance pour approcher la solution sur tout son domaine de définition. Dans un deuxième temps, nous nous intéressons aux méthodes de bases réduites pour les équations aux dérivées partielles paramétrées. Nous proposons deux algorithmes gloutons reposant sur une interprétation probabiliste de l’erreur. Nous proposons également un algorithme d’optimisation discrète probably approximately correct en précision relative qui nous permet, pour ces deux algorithmes gloutons, de sélectionner judicieusement un snapshot à ajouter à la base réduite en se basant sur la représentation probabiliste de l’erreur d’approximationIn this thesis, we are interested in the numerical solution of models governed by partial differential equations that admit a probabilistic interpretation. In a first part, we consider partial differential equations in high dimension. Based on a probabilistic interpretation of the solution which allows to obtain pointwise evaluations of the solution using Monte-Carlo methods, we propose an algorithm combining an adaptive interpolation method and a variance reduction method to approximate the global solution. In a second part, we focus on reduced basis methods for parametric partial differential equations. We propose two greedy algorithms based on a probabilistic interpretation of the error. We also propose a discrete optimization algorithm probably approximately correct in relative precision which allows us, for these two greedy algorithms, to judiciously select a snapshot to add to the reduced basis based on the probabilistic representation of the approximation error
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Berger, Julien. "Contribution à la modélisation hygrothermique des bâtiments : application des méthodes de réduction de modèle." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENA028/document.
Full textAbstract:
Les bâtiments existants reposent sur un équilibre stable qui assure leur durabilité. Toute exécution de travaux de réhabilitation qui déplace cet équilibre peut être à l'origine de désordres. En ce sens, les travaux peuvent être qualifiés de pathogènes. Dans le cadre de rénovations énergétiques, la problématique de l'humidité dans les bâtiments existants nécessite donc une attention particulière. Il convient donc de fournir aux acteurs de la construction des modèles de simulation du comportement hygrothemique global des bâtiments et d'évaluer les risques de pathologies liées à l'humidité. L'élaboration de ces modèles passent par la résolution de problèmes non-linéaires, de grande échelles spatiales et temporelles, et parfois paramétrique. Ils sont donc complexes à résoudre et les méthodes de réduction de modèle permettent de répondre à cette problématique. Deux techniques de réduction de modèles ont été explorées: la Décomposition Orthogonale Propre (POD) et la Décomposition Générale Propre (PGD). Elles ont été appliquées sur des problèmes de diffusion non-linéaire, couplée chaleur et humidité, dans les matériaux poreux. Ces deux méthodes ont été évaluées et comparées sur les critères de réduction du coût numérique de résolution du problème et sur la précision de calcul de la solution. Sur la base de ces analyses, la PGD a été retenue pour la suite des travaux. Grâce à ses caractéristiques, la méthode PGD présente plusieurs avantages d'ordre structurel, recensés dans la littérature. Au chapitre 3, nous avons utilisé ces prérogatives pour répondre aux problématiques de complexité des modèles de simulation des bâtiments. Notre intérêt s'est concentré sur la réduction de la complexité numérique de problèmes multi-dimensionnels, sur la globalisation de problèmes locaux et sur la création de méta-modèle ou solution PGD paramétrique. Plusieurs cas académiques ont été considérés pour illustrer ces propos. Nous avons traité des problèmes de transferts non-linéaires dans les matériaux poreux et des problèmes de transferts multizone dans un bâtiment. Enfin, la dernière partie des travaux est axée sur la construction d'un modèle global articulant des modèles réduits PGD. Deux modèles sont construits. Le premier couple un modèle réduit enveloppe PGD avec un modèle complet multizone. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'une collaboration avec le laboratoire LST de l'université PUCPR de Curitiba, Brésil. Ce partenariat a permis de bénéficier du modèle reconnu et validé Domus pour la simulation des transferts multizones. Les nombreuses possibilités du logiciel ont pu être exploitées. Deux cas d'études sont abordés. Le premier concerne la résolution d'un problème paramétrique pour l'étude de scénarios de réhabilitation en fonction de la perméabilité à la vapeur de l'isolant. Le second porte sur la modélisation globale d'un bâtiment bi-zone intégrant une simulation bi-dimensionnelle d'un pont thermique. Il est possible d'élaborer un modèle global présentant une plus grande réduction de la complexité du problème que celui réalisé avec Domus. Le deuxième modèle couple donc un modèle réduit PGD pour le problème enveloppe et une solution PGD paramétrique pour le problème multizone. Les performances de ce modèle ont été discutées en terme de précision de calcul de la solution et d'économie numérique de résolution du problème. La pertinence des méthodes de réduction de modèle pour la simulation du comportement des bâtiments a été montrée. En particulier, la méthode PGD permet d'apporter une nouvelle approche de résolution ces problèmesExcessive levels of moisture in buildings may damage the construction quality. Moisture also has an effect on indoor air quality and thermal comfort of the occupants. Thus moisture is a possible source of disorders in buildings. It is therefore important to continue developing numerical models to simulate the global hygrothermal behaviour of buildings. To achieve this aim, it is necessary to solve non-linear problems, with high space and time scales, with fine discretisation and sometimes parametric. This mathematical problems are complex to solve. Thus model reduction techniques and efficient ways of numerical simulation are worth investigations. Two techniques were assessed : the Proper Orthogonal Decomposition (POD) and the Proper Generalised Decomposition (PGD). They were first applied on non-liner coupled heat and mass transfers in porous materials. Both were compared and evaluated carrying about the reduction of the cost of resolution and the precision of the solution computed. Following this analysis, the PGD was selected for our next investigations. Due to it representation, the PGD method has several interesting features, already reviewed in literature.Thus, chapter 3 proposed to illustrate this advantages on different issues of modelling buildings hygrothermal behaviours. We focused on the reduction of the complexity of multi-dimensional problems, on the globalisation of local problems and on building PGD parametric solution or meta-model. Several academic case study were considered to illustrate these points. We analysed non-linear heat and mass transfers in porous materials and multizone air building transfers. In last part, we elaborated a PGD reduced order model to perform whole building energy simulation. Two different models were built. The first one associates a PGD model for envelope problem and a large original model for multizone problem. This work was done during a collaboration with the LST laboratory, at PUCPR University, Curitiba, Brazil. The main interest was the benefits of using their validated and admitted model Domus for solving multizone problem. Two case study were analysed. The first one analyse a parametric problem for the study of the retrofitting a building in function of the vapour permeability of the insulating material. The second one focused on the whole building energy simulation of a two-zone building with 2-dimension transfers in the wall assembly. A second global PGD reduced order model was elaborated, with a higher reduction of the numerical complexity of the problem. This model associates a PGD model for solving envelope problem and a PGD parametric solution for the multizone problem. The performance of this model was analysed investigating the numerical gain and the precision of the solution computed. In conclusion, the relevance of reduction model techniques for performing whole building energy simulation was revealed. The PGD method contributes to a new approach for solving this problems
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Madelaine, Béatrice. "Détermination d'un modèle dynamique pertinent pour la commande : de la réduction à la construction." Toulouse, ENSAE, 1998. http://www.theses.fr/1998ESAE0011.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la réduction de modèles, et plus généralement de la détermination de modèles d'ordre réduit, en vue de la commande des systèmes linéaires de très grande dimension. Nous proposons une étude détaillée des nombreuses méthodes de réduction disponibles dans la littérature. Nous nous intéressons plus particulièrement aux méthodes permettant d'insérer, dans la procédure de réduction, l'information sur le système initialement contenue dans un correcteur supposé connu, notamment sous forme de pondérations fréquentielles. Nous développons une procédure itérative de réduction pondérée à l'aide de laquelle nous montrons les limitations des méthodes de réduction, notamment dans la prise en compte des spécifications de robustesse paramétrique. Nous proposons alors une nouvelle méthode que nous avons nommée construction de modèles car elle consiste à augmenter le modèle de synthèse mode par mode à partir d'un modèle initial nominal, dans une procédure itérative qui alterne sélection des modes à commander et synthèse de correcteur. Cette approche intègre la robustesse aux incertitudes structurées via l'utilisation d'un critère d'analyse basé sur la valeur singulière structurée. Les arguments développés au cours de la thèse s'appuient sur l'exemple réaliste d'une maquette de téléscope utilisée par le CNES pour étudier les systèmes spatiaux de pointage de grande précision. L'approche constructive est d'autre part validée sur le problème de la commande d'un avion de transport souple.
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Despret, Pierre. "Simulation numérique de la solidification avec réduction de modèle PGD appliquée à la fonderie." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2226/document.
Full textAbstract:
La thèse CIFRE s'est déroulée dans un contexte de métallurgie industrielle et de simulation numérique. La modélisation de la solidification, via l'équation de la chaleur et avec des méthodes de réduction de modèle, était un objectif majeur. L'entreprise Montupet, spécialisée dans la fonderie d'aluminium, est le porteur du projet et financeur de la thèse. L'université de Technologie de Compiègne (UTC) a réalisé l'accompagnement académique. La méthode PGD “Proper General Decomposition”, basée sur une séparation de variables, est l'objet de nombreuses recherches. Nous avons proposé, concernant des propriétés matériaux non-linéaires, une discrétisation spatio-temporelle des matrices matériaux. Avec une formulation en température, sans chaleur latente, les gains sont élevés. L'introduction de la chaleur latente réduit fortement les gains. Nous formulons l'hypothèse que la difficulté de convergence de la méthode PGD dans le cas de la solidification repose sur une formulation en température inadaptée. Nous décidons d'opter une formulation en enthalpie. Il s'avère que cette formulation offre des perspectives encourageantes, mais nécessite encore beaucoup de développements. En parallèle de ces développements, un séjour de 5 mois aux États-Unis a été réalisé afin d'obtenir une meilleure caractérisation de la fraction solide. La recherche s'est portée sur l'évolution de la fraction solide en fonction de la vitesse de refroidissement. Sous réserve de mesures complémentaires, les essais ont mis en évidence une modification de la courbe de fraction solide en fonction de la vitesse de refroidissement, notamment un agrandissement de l'intervalle de solidificationThe PhD Thesis was carried out in a metallurgy and numerical simulation environment. The main topic was to model solidification, thought heat equation formulation and reduced order model PGD resolution. Montupet, specialized in aluminium alloys foundry hold and financed the project, the Université de Technologie de Compiègne did the acadernic supervising. The PGD method "Proper General Decomposition" is a hot topic based on variable separation. We proposed, regarding the non-linear materials, a space-time discretization of material matrix. With a temperature formulation, without latent heat, gains are high. With latent heat, gains fall drastically. We proposed the hypothesis that temperature could be an inadapted formulation. We decided to use the enthalpy formulation. This formulation offers good perspectives but needs more developments. During the thesis, five months were spent in the USA to get a better caracterisation of the solid fraction, particularly its variation in function of the cooling rate. Under reservation, the samples show a modification of solid fraction curves and particularly a change of solidification interval in function of cooling rate
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Vitse, Matthieu. "Réduction de modèle pour l'analyse paramétrique de l'endommagement dans les structures en béton armé." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN055/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse sont consacrés au développement d'un algorithme de résolution de problèmes non-linéaires pour lesquels il existe une variabilité sur certains paramètres du modèle ou du chargement définis par leur intervalle de définition. Le cadre d'étude est le projet SINAPS@, qui a pour but d'évaluer les incertitudes dans les structures de génie civil, et de quantifier leur influence sur la réponse mécanique globale d’une structure sujette à un aléa sismique. Contrairement aux approches statistiques ou probabilistes classiques, une résolution déterministique est privilégiée dans notre étude. Cependant, afin de réduire le coût de calcul de cette famille de problèmes, une approche de type réduction de modèle PGD est mise en place, pour laquelle les paramètres incertains sont considérés comme des variables supplémentaires du problème. Cette méthode est mise en place au sein de l'algorithme LATIN, qui utilise une approche itérative pour résoudre le caractère non-linéaire des équations rencontrées lors de la résolution du problème mécanique. Ces travaux présentent donc l'extension de l'algorithme classique temps-espace LATIN-PGD à des problèmes paramétriques, pour lesquels les paramètres sont considérés comme des variables additionnelles dans la définition des quantités d’intérêt, ainsi que l'application de cette méthode à un modèle endommageant avec refermeture de fissure, présentant une variabilité à la fois sur des paramètres matériaux et sur l'amplitude du chargement. La faisabilité de ce couplage est illustrée par des exemples numériques sur des structures en béton armé pour divers types de chargement cycliques (traction—compression, flexion)This thesis is dedicated to the development of an algorithm for the resolution of nonlinear problems for which there is a variability on some of the model parameters or on the loading conditions, which are only described by their intervals of variation. This study is part of the SINAPS@ project, which aims at evaluating the uncertainties in civil engineering structures and to quantify their influence on the global mechanical response of a structure to a seismic hazard. Unlike statistical or probabilistic approaches, we rely here on a deterministic approach. However, in order to reduce the computation cost of such problems, a PGD-based reduced-order modeling approach is implemented, for which the uncertain parameters are considered as additional variables of the problem. This method was implemented into the LATIN algorithm, which uses an iterative approach to solve the nonlinear aspect of the equations of the mechanical problem. This work present the extension of the classical time-space LATIN—PGD algorithm to parametric problems for which the parameters are considered as additional variables in the definition of the quantities of interest, as well as the application of such method to a damage model with unilateral effect, highlighting a variability on both material parameters and the loading amplitude. The feasibility of such coupling is illustrated on numerical examples for reinforced concrete structures subjected to different types of cyclic loading conditions (tension—compression, bending)
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Sammut, Sébastien. "Compensation rénale après réduction du parenchyme néphronique in utero dans un modèle fœtal ovin." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066174.
Full textAbstract:
Chez l’Homme, en réponse à une néphrectomie unilatérale (1/2Nx) ou subtotale (5/6Nx), le rein controlatéral assure la filtration du rein manquant ; une hypertrophie glomérulaire et tubulaire se développe, le poids et la taille du rein augmentent. Le nombre de néphrons étant fixé dès la naissance, des néphrons supplémentaires ne peuvent être formés et la surcharge de filtration entraine à long terme des lésions structurelles. Quelques études chez le fœtus suggèrent que la compensation rénale secondaire à la réduction néphronique peut débuter in utero. Les données expérimentales sont rares et concernent uniquement le modèle 1/2Nx en fin de néphrogénèse ou ex utero. Nous avons étudié les conséquences morphologiques, fonctionnelles et moléculaires de deux modèles de réduction néphronique (1/2Nx et 5/6Nx) chez le fœtus de brebis. Dans les deux modèles, la masse rénale et le nombre de glomérules augmentent, mais la réponse diffère. Chez les 5/6Nx, deux lobes sont formés de part et d’autre des sites d’incision conférant une morphologie rénale en forme de « papillon » et la compensation en nombre de néphrons est relativement plus importante. Dans la perspective d’améliorer la régénération rénale dans le modèle 5/6Nx, nous avons envisagé l’utilisation de cellules souches; les premiers résultats ont permis d’isoler et de caractériser les cellules souches ovines du liquide amniotique. En conclusion, notre étude a permis de mettre en évidence des capacités de compensation rénales insoupçonnées chez le fœtus, propre à la période de néphrogénèse ; d’autres travaux nous permettront de déterminer si elles peuvent être encore améliorées par l’apport exogène de cellules souchesIn humans, in response to unilateral (1/2Nx) or subtotal (5/6Nx) nephrectomy, the contralateral kidney ensures filtration for the missing kidney; tubular and glomerular hypertrophy develop, the kidney weight and renal size increase. As glomerular number is determined at birth, no additional nephrons may be formed and the overload filtration results in structural lesions. Few studies in fetuses suggest that the renal response to renal mass reduction can begin in utero. Experimental data are rare and restricted for the 1/2Nx model only, performed at the end of nephrogenesis or ex utero. In our work, we studied the morphological, functional and molecular effects for both groups (1/2Nx and 5/6Nx) in the ovine fetus. In both models, the renal mass and glomerular number increased, but the response was strikingly different. In the 5/6Nx group, two lobes were formed at the incision sites of the kidney displaying a “butterfly-like” remodelling and glomerular number markedly increased. To improve renal regeneration in the 5/6Nx model, we studied the possibility of transplanting stem cells; in vitro, our first experiments have allowed to isolate and characterize ovine stem cells from amniotic fluid. In conclusion, our study highlighted unsuspected renal compensation capacity in the fetus during the period-specific nephrogenesis; additional work will enable us to determine if renal compensation can be further improved by an exogenous contribution of stem cells
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Tenoutit, Mammar. "Définition et réglage de correcteurs robustes d'ordre fractionnaire." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2268.
Full textAbstract:
Les applications du calcul fractionnaire en automatique se sont considérablement développées ces dernières années, surtout en commande robuste. Ce mémoire est une contribution à la commande robuste des systèmes d'ordre entier à l'aide d'un correcteur PID d'ordre fractionnaire.Le conventionnel régulateur PID, unanimement apprécié pour le contrôle des processus industriels, a été adapté au cas fractionnaire sous la forme PInDf grâce à l'introduction d'un modèle de référence d'ordre non entier, réputé pour sa robustesse vis-à-vis des variations du gain statique.Cette nouvelle structure a été étendue aux systèmes à retard sous la forme d'un Prédicteur de SMITH fractionnaire. Dans leur forme standard, ces correcteurs sont adaptés à la commande des systèmes du premier et du second ordre, avec ou sans retard pur.Pour des systèmes plus complexes, deux méthodologies de synthèse du correcteur ont été proposées, grâce à la méthode des moments et à l'approche retour de sortie.Pour les systèmes dont le modèle est obtenu à partir d'une identification, la boucle fermée doit en outre être robuste aux erreurs d'estimation. Un modèle pire-cas, déduit de la matrice de covariance de l'estimateur et des domaines d'incertitudes fréquentielles, a été proposé pour la synthèse du correcteur.Les différentes simulations numériques montrent l'efficacité de cette méthodologie pour l'obtention d'une boucle fermée robuste aux variations du gain statique et aux incertitudes d'identificationThe application of fractional calculus in automatic control have received much attention these last years, mainly in robust control. This PhD dissertation is a contribution to the control of integer order systems using a fractional order PID controller.The classical PID, well known for its applications to industrial plants, has been adapted to the fractional case as a PInDf controller, thanks to a fractional order reference model, characterized by its robustness to static gain variations.This new controller has been generalized to time delay systems as a fractional SMITH Predictor. In standard case, these controllers are adapted to first and second order systems, with or without a time delay. For more complex systems, two design methodologies have been proposed, based on the method of moments and on output feedback approach.For systems whose model is obtained by an identification procedure, the closed loop has to be robust to estimation errors. So, a worst-case model, derived from the covariance matrix of the estimator and the frequency uncertainty domains, has been proposed for the design of the controller.The different numerical simulations demonstrate that this methodology is able to provide robustness to static gain variations and to identification uncertainties
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Portier, François. "Réduction de la dimension en régression." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00871049.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions le problème de réduction de la dimension dans le cadre du modèle de régression suivant Y=g(B X,e), où X est un vecteur de dimension p, Y appartient à R, la fonction g est inconnue et le bruit e est indépendant de X. Nous nous intéressons à l'estimation de la matrice B, de taille dxp où d est plus petit que p, (dont la connaissance permet d'obtenir de bonnes vitesses de convergence pour l'estimation de g). Ce problème est traité en utilisant deux approches distinctes. La première, appelée régression inverse nécessite la condition de linéarité sur X. La seconde, appelée semi-paramétrique ne requiert pas une telle condition mais seulement que X possède une densité lisse. Dans le cadre de la régression inverse, nous étudions deux familles de méthodes respectivement basées sur E[X f(Y)] et E[XX^T f(Y)]. Pour chacune de ces familles, nous obtenons les conditions sur f permettant une estimation exhaustive de B, aussi nous calculons la fonction f optimale par minimisation de la variance asymptotique. Dans le cadre de l'approche semi-paramétrique, nous proposons une méthode permettant l'estimation du gradient de la fonction de régression. Sous des hypothèses semi-paramétriques classiques, nous montrons la normalité asymptotique de notre estimateur et l'exhaustivité de l'estimation de B. Quel que soit l'approche considérée, une question fondamentale est soulevée : comment choisir la dimension de B ? Pour cela, nous proposons une méthode d'estimation du rang d'une matrice par test d'hypothèse bootstrap.
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Boucinha, Luca. "Réduction de modèle a priori par séparation de variables espace-temps : Application en dynamique transitoire." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0118/document.
Full textAbstract:
La simulation numérique des phénomènes physiques est devenue un élément incontournable dans la boite à outils de l'ingénieur mécanicien. Des outils robustes et modulables, basés sur les méthodes classiques d'approximation, sont désormais couramment utilisés dans l'industrie. Cependant, ces outils nécessitent des moyens de calculs importants lorsqu'ils sont utilisés pour résoudre des problèmes complexes. Même si les progrès remarquables de l'industrie informatique rendent de tels moyens de calcul toujours plus abordables, il s'avère aujourd'hui nécessaire de proposer des méthodes d'approximation innovantes permettant de mieux exploiter les ressources informatiques disponibles. Les méthodes de réduction de modèle sont présentées comme un candidat idéal pour atteindre cet objectif. Parmi celles-ci, les méthodes basées sur la construction d'une approximation à variables séparées se sont révélées être très efficaces pour approcher la solution d'une grande variété de problèmes, réduisant les coûts numériques de plusieurs ordres de grandeur. Néanmoins, l'efficacité de ces méthodes dépend considérablement du problème traité. Aussi, on se propose ici d'évaluer l'intérêt d'une approximation à variables séparées espace-temps dans le cadre de problèmes académiques de dynamique transitoire. On définit tout d'abord la meilleure approximation (au sens d'un problème de minimisation) de la solution d'un problème transitoire, sous la forme d'une représentation à variables séparées espace-temps. Le calcul de cette approximation étant basé sur l'hypothèse que la solution du problème de référence est connue (méthode a posteriori), la suite du manuscrit est dédiée à la construction d'une telle approximation sans autres connaissances a priori sur la solution de référence, que les opérateurs du problème espace-temps dont elle est solution (méthode a priori). Un formalisme générique, basé sur une représentation tensorielle des opérateurs du problème espace-temps est alors introduit dans un cadre multichamps. On développe ensuite un solveur exploitant ce format générique, pour construire une approximation à variables séparées espace-temps de la solution d'un problème transitoire. Ce solveur est basé sur la décomposition généralisée propre de la solution (Proper Generalized Decomposition - PGD). Un état de l'art des algorithmes existants permet alors d'évaluer l'efficacité des définitions classiques de la PGD pour approcher la solution de problèmes académiques de dynamique transitoire. Les résultats obtenus mettant en défaut l'optimalité de la PGD la plus robuste, une nouvelle définition, récemment introduite dans la littérature, est appliquée dans un cadre multichamps à la résolution d'un problème d'élastodynamique 2D. Cette nouvelle définition, basée sur la minimisation du résidu dans une norme idéale, permet finalement d'obtenir une très bonne approximation de la meilleure approximation de rang donné, sans avoir à calculer un grand nombre de modes espace-tempsNumerical simulation of physical phenomena has become an indispensable part of the mechanical engineer's toolbox. Robust and flexible tools, based on classical approximation methods, are now commonly used in industry. However, these tools require lots of computational resources to solve complex problems. Even if such resources are more and more affordable thanks to the remarkable progress in computer industry, it is now necessary to propose innovative approximation methods in order to better exploit the impressive amount of computational resources that are todays available. Reduced order modeling techniques are presented as ideal candidates to address this issue. Among these, methods based on the construction of low rank separated approximations have been shown to be very efficient to approach solutions of a wide variety of problems, reducing computational costs by several orders of magnitude. Nonetheless, efficiency of these methods significantly depends on the considered problem. In this manuscript, we propose to evaluate interest of space-time separated representations to approach solutions of academical transient dynamic problems. We first define the best space-time separated approximation (with respect to a minimization problem) of a given solution of a transient problem. The construction of this approximation being based on the hypothesis that the problem's solution is known (a posteriori method), the following of the manuscript is dedicated to the construction of such an approximation without any other knowledge on the reference solution than the operators of the space-time problem from which it is solution (a priori method). We then introduce a generic formalism, based on the tensor product structure of the operators of the space-time problem, in a multi-field framework. Next, this formalism is used to develop a generic solver that builds a separated approximation of a transient problem's solution, with the help of the Proper Generalized Decomposition (PGD). A state of art of existing algorithms is done, and efficiency of classical definitions of PGD to approach solutions of several academical transient dynamic problems is evaluated. Numerical results highlight the lack of optimality of the more robust PGD. Therefore, a new PGD definition, recently introduced in literature, is applied to solution of an elastodynamic problem in a multi-field framework. This new definition is based on minimization of an ideal residual norm and allows to find a very good approximation of the best approximation of a given rank, without having to calculate more space-time modes than needed
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Safatly, Elias. "Méthode multiéchelle et réduction de modèle pour la propagation d'incertitudes localisées dans les modèles stochastiques." Phd thesis, Université de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00798526.
Full textAbstract:
Dans de nombreux problèmes physiques, un modèle incertain peut être traduit par un ensemble d'équations aux dérivées partielles stochastiques. Nous nous intéressons ici à des problèmes présentant de nombreuses sources d'incertitudes localisées en espace. Dans le cadre des approches fonctionnelles pour la propagation d'incertitudes, ces problèmes présentent deux difficultés majeures. La première est que leurs solutions possèdent un caractère multi-échelle, ce qui nécessite des méthodes de réduction de modèle et des stratégies de calcul adaptées. La deuxième difficulté est associée à la représentation de fonctions de nombreux paramètres pour la prise en compte de nombreuses variabilités. Pour résoudre ces difficultés, nous proposons tout d'abord une méthode de décomposition de domaine multi-échelle qui exploite le caractère localisé des aléas. Un algorithme itératif est proposé, qui requiert une résolution alternée de problèmes globaux et de problèmes locaux, ces derniers étant définis sur des patchs contenant les variabilités localisées. Des méthodes d'approximation de tenseurs sont ensuite utilisées pour la gestion de la grande dimension paramétrique. La séparation multi-échelle améliore le conditionnement des problèmes à résoudre et la convergence des méthodes d'approximation de tenseurs qui est liée aux propriétés spectrales des fonctions à décomposer. Enfin, pour la prise en compte de variabilités géométriques localisées, des méthodes spécifiques basées sur les approches de domaines fictifs sont introduites.
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Duquesne, Marie. "Résolution et réduction d'un modèle non-linéaire de stockage d'énergie par adsorption sur des zéolithes." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821894.
Full textAbstract:
Les sources d'énergies renouvelables représentent un gisement intéressant mais l'intermittence de leur production impose une meilleure anticipation des besoins et la mise en place d'un système de stockage d'énergie. Le stockage thermochimique par adsorption dans un système intégrant le couple zéolithe 13X/eau semble être une solution adaptée à un stockage de l'énergie à basse température pour une application aux bâtiments. Notre objectif consiste à reproduire le comportement de ce type de problèmes thermiques non-linéaires. En effet, une simulation précise et rapide du comportement du système sélectionné permettrait une régulation lors de son utilisation. Un modèle bidimensionnel de stockage d'énergie dans un adsorbeur cylindrique a été développé. La résolution numérique de ce modèle, dit d'ordre élevé, implique l'intégration d'un système de quelques centaines à quelques milliers d'équations fortement non-linéaires et couplés. Les coûts de calculs générés pouvant être prohibitifs, l'application d'une méthode de réduction a ainsi été envisagée afin de conserver les caractéristiques, le couplage des transferts de chaleur et de masse ainsi que les non-linéarités de ce modèle tout en limitant le temps de calculs. La projection de Galerkin des équations de ce dernier sur la base, obtenue grâce à une décomposition orthogonale aux valeurs propres, permet de construire un système dynamique d'ordre faible. Sa résolution est moins coûteuse que celle du modèle d'ordre élevé et reproduit correctement la dynamique de l'adsorbeur.
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Batou, A. "Dynamique des structures déformables et des solides rigides - Quantification des incertitudes et réduction de modèle." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Est, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01010584.
Full textAbstract:
Ces travaux de recherche s'intéressent de manière générale à la quantification des incertitudes et à la réduction de modèle pour la modélisation numérique des systèmes dynamiques. Dans une première partie, on s'intéresse à la quantification des incertitudes pour les systèmes multicorps. Pour ce type de système, les incertitudes concernent les paramètres du modèle. Ces incertitudes sont liées soit à une variabilité naturelle, soit à un manque de connaissance sur ces paramètres. On s'intéresse en particulier à la modélisation des incertitudes relatives à la distribution de masse des solides rigides. Afin d'être compatible avec le formalisme de la dynamique des systèmes multicorps, cette modélisation est construite directement au niveau des propriétés globales d'inertie des solides rigides. Dans la partie suivante, on s'intéresse à la modélisation et à l'identification en inverse des incertitudes dans les structures déformables pour lesquelles, en plus des incertitudes sur les paramètres, il existe des incertitudes de modèle induites par les erreurs de modélisation (discrétisation, choix de la loi de comportement, ...). Pour prendre en compte ces deux types d'incertitudes, une approche probabiliste mixte paramétrique/non paramétrique est utilisée. L'accent sera mis sur l'identification des hyper-paramètres du modèle stochastique en utilisant des mesures expérimentales. Le troisième partie de ces travaux présente une nouvelle méthodologie d'analyse dynamique des structures à forte densité modale. Celle-ci est basée sur une séparation global/local de l'espace des déplacements admissibles via la résolution de deux problèmes aux valeurs propres séparés, permettant ainsi de construire un modèle réduit des déplacements globaux de petite dimension puis, si cela est nécessaire, de prendre en compte les contributions locales par une approche probabiliste. Enfin, la quatrième partie de ces travaux concerne cette fois-ci l'aléa du chargement appliqué. On s'intéresse en particulier à la génération d'accélérogrammes pour la construction de chargements sismiques. On présente une nouvelle méthodologie de construction et de génération d'accélérogrammes, en grande dimension stochastique, permettant de prendre en compte des propriétés physiques et des spécifications issues de l'ingénierie sismique directement au niveau de la loi de probabilité du processus stochastique modélisant l'accélérogramme.
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Safatly, Elias Emile. "Méthode multiéchelle et réduction de modèle pour la propagation d'incertitudes localisées dans les modèles stochastiques." Nantes, 2012. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=cc8428f5-edf4-4ce1-96c9-42d69e43459a.
Full textAbstract:
Dans de nombreux problèmes physiques, un modèle incertain peut être traduit par un ensmble d'équations aux dérivées partielles stochastiques. Nous nous intéressons ici à des problèmes présentant de nombreuses sources d'incertitudes localisées en espace. Dans le cadre des approches fonctionnelles pour la propagation d'incertitudes, ces problèmes présentent deux difficultés majeures. La première est que leurs solutions possèdent un caractère multi-échelle, ce qui nécessite des méthodes de réduction de modèle et des stratégies de calcul adaptées. La deuxième difficulté est associée à la réprésentation de fonctions de nombreux paramètres pour la prise en compte de nombreuses variabilités. Pour résoudre ces difficultés, nous proposons tout d'abord une méthode de décomposition de domaine multi-échelle qui exploite le caractère localisé des aléas. Un algorithme itératif est proposé, qui requiert une résolution alternée de problèmes globaux et de problèmes locaux, ces derniers étant définis sur des patchs contenant les variabilités localisées. Des méthodes d'approximation de tenseurs sont ensuite utilisées pour la gestion de la grande dimension paramétrique. La séparation multi-échelle améliore le conditionnement des problèmes à résoudre et la convergence des méthodes d'approximation de tenseurs qui est liée aux propriétés spectrales des fonctions à décomposer. Enfin, pour la prise en compte de variabilités géométriques localisées, des méthodes spécifiques basées sur les approches de domaines fictifs sont introduitesIn many physical problems, an uncertain model can be represented as a set of stochastic partial differential equations. We are here interested in problems with many sources of uncertainty with a localized character in space. In the context of functional approaches for uncertainty propagation, these problems present two major difficulties. The first one is that their solutions are multi-scale, which requires model reduction methods and appropriate computational strategies. The second difficulty is associated with the representation of functions of many parameters in order to take into account many sources of uncertainty. To overcome these difficulties, we first propose a multi-scale domain decomposition method that exploits the localized side of uncertainties. An iterative algorithm is proposed, which entails the alternated resolution of global and local problems, the latter being defined on patches containing localized variabilities. Tensor approximation methods are then used to deal with high dimensional functional representations. Multi-scale separation improves the conditioning of local and global problems and also the convergence of the tensor approximation methods which is related to the spectral content of functions to be decomposed. Finally, for the handling of localized geometrical variability, specific methods based on fictitious domain approaches are introduced
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Dubot, Claire. "Modélisation CFD thermohydraulique des générateurs de vapeur et application de techniques de réduction de modèle." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS029.
Full textAbstract:
NAVAL GROUP mène une démarche R&D pour la modélisation et la simulation des échangeurs de chaleur qui a abouti au code de calcul thermohydraulique SIMEC-CFD. Celui-ci repose sur l’analogie entre le faisceau de tubes et un milieu poreux. Le générateur de vapeur est étudié. Il est proposé d’utiliser le modèle de mélange où la vitesse de dérive est reformulée comme une fonction du glissement afin d’implémenter un modèle connu et adapté aux écoulements dans les faisceaux de tubes. SIMEC-CFD est alimenté principalement par des corrélations empiriques. Pour pallier le manque de données dans la littérature, le recours à des techniques de réduction de modèle basées sur la POD est évalué afin de fournir des éléments plus précis à SIMEC-CFD. Celles-ci sont ainsi utilisées pour calculer rapidement l’écoulement et le coefficient d’échange intérieur-tube par un modèle réduit intrusif obtenu par projection de Galerkin des équations sur la base POD et pour définir la perte de charge diphasique par friction extérieur-tube par la méthode d’interpolation des solutions réduites Bi-CITSGM. Enfin, à moyen terme, l’objectif est d’enrichir la simulation de la boucle système à l’aide des simulations de SIMEC-CFD. Cependant, ces simulations CFD étant coûteuses en temps de calcul et en ressources, la réduction de modèle non intrusive par interpolation des coefficients paramétriques de l’échangeur complet est mise en œuvreNAVAL GROUP has been carrying out a R&D approach for the modeling and simulation of heat exchangers. This led to the thermal-hydraulic calculation code SIMEC-CFD based on the analogy between the tube bundle and a porous medium. In this work, the steam generator is studied. It is proposed here to use the mixture model where the drift velocity is reformulated as a function of slip in order to implement a model from the literature suitable to flows in tube bundles. SIMEC-CFD is defined mainly by correlations or empirical models. To compensate for the lack of data in the literature, this thesis evaluates the use of model reduction techniques based on POD (Proper Orthogonal Decomposition) in order to supply more precise elements to SIMEC-CFD. These are thus used to calculate the flow and for the inside-tube heat exchange coefficient by a intrusive reduced order model obtained by Galerkin projection on the POD basis and to define the outside-tube two-phase friction pressure loss by the interpolation of reduced solutions Bi-CITSGM. Finally, in the near future, the aim is to expand the system simulation of the secondary loop using SIMEC-CFD. However, these CFD simulations being costly in computation time and in resources, the non-intrusive model reduction by interpolation of the parametric coefficients of the whole heat exchanger is implemented