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Dissertations / Theses on the topic 'Simulation de crue'
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MOUSAVI, NADOSHANI SEYED SAEID. "Composition des lois élémentaires en hydrologie régionale : application à l'étude des régimes de crue." Grenoble 1, 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10165.
Full textAbstract:
Un evenement hydrologique est souvent defini d'apres plusieurs variables aleatoires presentant un certain degre de liaison. L'etude probabiliste de cet evenement necessite alors la composition de lois de probabilite. Nous avons considere deux cas d'applications : 1) l'extrapolation de la distribution du debit de pointe et du debit seuil ; 2) l'estimation du quantile du debit de crue a l'aval d'une confluence. Nous avons teste plusieurs fonctions de deux variables : les modeles de farlie-gumbel-morgenstern, de farlie et hashino, en utilisant des echantillons sup-seuil. Pour ce dernier modele, nous utilisons le coefficient de correlation obtenu avec la totalite de l'information (evenements concomitants et non concomitants). Les performances des modeles de composition ont ete testees sur des donnees reelles, puis sur des donnees simulees a l'aide du modele de generation de pluies journalieres shypre, du modele pluie-debit gr4j et d'un modele de liaison spatiale des pluies. Nous avons enfin etudie les hydrogrammes d'apport a injecter dans un modele hydraulique, de facon a rester homogene en frequence sur tout le lineaire de la riviere.
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Kovacs, Yves. "Modèles de simulation d'écoulement transitoire en réseau d'assainissement." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520785.
Full textAbstract:
La première partie de ce mémoire de thèse montre l'intérêt de l'utilisation de nouveaux outils en hydrologie urbaine, à partir d'un historique de l'évolution des liens entre la ville et l'eau. Elle est suivie par une présentation synthétique des modèles hydrauliques simplifiés de simulation de crues. Les équations, leur contenu physique, les conditions limites, les méthodes de résolution et les méthodes de calage des paramètres sont analysées de manière détaillée. Le mémoire présente ensuite une série de résultats de simulations sur des cas hypothétiques choisis pour couvrir la plupart des conditions de l'assainissement. Les différentes méthodes de calage des paramètres sont testées ainsi que le fonctionnement numérique des modèles. Le mémoire met en évidence des domaines de validité (numériques et hydrauliques) en fonction de nombres adimensionnels et en référence aux résultats d'un modèle intégrant les équations complètes de Saint-Venant. La possibilité de modéliser les influences aval est testée avec un modèle de crue diffusante auquel est intégré un calcul de ligne d'eau. Une étude des conditions d'utilisation des modèles sur le terrain termine le mémoire qui peut être destiné à tous les services techniques des collectivités locales.
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Paquier, André. "Modélisation et simulation de la propagation de l'onde de rupture de barrage." Saint-Etienne, 1995. http://www.theses.fr/1995STET4010.
Full textAbstract:
Les équations les plus souvent utilisées pour la modélisation de la propagation d'une onde créée par la rupture d'un barrage sont les équations de Saint-Venant monodimensionnelles. Ces équations écrites sous forme conservative sont résolues au moyen d'un schéma numérique explicite de type Godunov. Le second ordre en temps et en espace provient d'une estimation à un temps intermédiaire des valeurs à gauche et à droite de chaque interface (où les flux sont calculés par une linéarisation de Roe des problèmes de Riemann) à partir d'une évaluation d'une pente constante par maille pour les variables hauteur et débit. Les termes de pente du fond et de variation de largeur présents au second membre sont traites comme une différence de pression tandis que le terme de frottements au fond est calculé de manière implicite en temps. De nombreux tests y compris avec des conditions fortement variables en temps et en espace montrent la robustesse du schéma, sa précision et sa fiabilité même avec des pas d'espace importants. La prise en compte de conditions aux limites variées complète le schéma et permet un large emploi de cette méthode pour la simulation de la propagation des ondes de rupture de barrage mais aussi pour tout problème modélisable par les équations de Saint-Venant monodimensionnelles. Les équations de Saint-Venant bidimensionnelles sont résolues par un schéma numérique en volumes finis très proche du précédent qui calcule les flux à travers les arêtes par une résolution approchée de problèmes de Riemann monodimensionnels. Des tests démontrent l'efficacité de la méthode, en particulier, pour les problèmes de mise en eau et de découvrement. L'intégration d'ouvrages hydrauliques définis par une loi donnant le débit en fonction des cotes amont et aval vient compléter les possibilités de modélisation des écoulements. L'addition d'une équation de transport de sédiments permet de simuler un fond mobile
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Afif, Mohammed. "Analyse numérique de quelques problèmes hyperboliques issus de la modélisation des crues de rivières." Saint-Etienne, 1986. http://www.theses.fr/1986STET4003.
Full text
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Legrand, Caroline. "Simulation des variations de débits et de l’activité de crue du Rhône amont à partir de l’information atmosphérique de grande échelle sur le dernier siècle et le dernier millénaire." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALU011.
Full textAbstract:
Les crues sont des aléas naturels extrêmement destructeurs qui peuvent avoir des répercussionsconsidérables sur les écosystèmes et les sociétés. L’activité et l’intensité des crues pourraient êtreamplifiées par le changement climatique en cours. Quantifier les évolutions possibles pour les décenniesà venir est cependant difficile. L’approche classique consiste à estimer ces évolutions à partir deprojections hydrologiques obtenues par simulation à partir des scénarios météorologiques produitspour différents scénarios climatiques futurs. Ces scénarios météorologiques, qui doivent, entre autreschoses, être adaptés aux échelles spatiales et temporelles des bassins considérés, sont typiquementproduits avec des modèles de descente d’échelle à partir des conditions atmosphériques de grandeéchelle simulées par des modèles climatiques. Ces modèles de descente d’échelle sont soit dynamiquessoit statistiques. La possibilité de produire, avec ce type de modèles, des scénarios météorologiquespertinents est supposée acquise mais est rarement évaluée.Dans cette étude, nous avons évalué la capacité de deux chaînes de modélisation à reproduire,au cours du dernier siècle (1902-2009) et à partir de l’information atmosphérique de grande échelleuniquement, les variations temporelles observées des débits et des événements de crue du bassinversant du Rhône amont (10 900 km2). Les chaînes de modélisation sont constituées (i) de la réanalyseatmosphérique ERA-20C, (ii) soit du modèle de descente d’échelle statistique SCAMP, soit du modèlede descente d’échelle dynamique MAR et (iii) du modèle glacio-hydrologique GSM-SOCONT.Les évaluations sur les températures et les précipitations de bassin journalières soulignent la néces-sité d’une correction de biais pour les deux modèles de descente d’échelle. Pour éviter des simulationsnon pertinentes de la dynamique du manteau neigeux, en particulier pour les hautes altitudes, la cor-rection des biais est nécessaire non seulement pour les scénarios de précipitations et de températuresmais aussi pour les scénarios de gradients altimétriques de température pour la chaîne de descented’échelle dynamique.Les évaluations sur l’hydrologie des bassins montrent que les variations multi-échelles (journa-lières, saisonnières et interannuelles) observées des débits et les situations hydrologiques de bassefréquence (séquences d’étiage et événements de crue) sont globalement bien reproduites pour la pé-riode 1961-2009. Pour la première moitié du siècle, l’accord avec les débits de référence est plus faible,probablement en raison de la moindre qualité des données (données ERA-20C et de débits) et/ou decertaines hypothèses et choix de modélisation (e.g. calibration basée sur des signatures hydrologiques,hypothèse de stationnarité). Ces résultats ainsi que ceux sur les variations de l’activité de crue ob-tenus sur le siècle dernier permettent d’envisager l’utilisation des chaînes de modélisation pour descontextes climatiques différents.Dans une dernière partie, nous avons simulé les variations de l’activité de crue sur l’ensemble dudernier millénaire en utilisant les sorties d’un modèle climatique rendues disponibles par le projetPMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project). Les sorties du modèle climatique CESMLast Millennium Ensemble, composé de 12 membres, ont été statistiquement descendues en échelleau pas de temps journalier sur la période 850-2004 avec le modèle SCAMP (pour des raisons de coûtsde calcul) et utilisées comme forçages dans le modèle GSM-SOCONT.Les variations de l’activité de crue du Rhône amont simulées sur le dernier millénaire ont étécomparées à celles reconstituées à partir d’archives sédimentaires du lac du Bourget. Les résultatsobtenus suggèrent que les variations de l’activité de crue reconstituées sur cette période pourraientêtre liées à la variabilité interne du climat et non pas à un quelconque forçage atmosphérique degrande échelleFloods are often destructive natural hazards that can have considerable implications on ecosystemsand societies. In many regions of the world, flood activity and intensity are expected to be amplifiedby the ongoing climate change. However, quantifying possible changes over the coming decades isdifficult. The classical approach is to estimate possible changes from hydrological projections obtainedby simulation using meteorological scenarios produced for different future climate scenarios. Amongother things, these meteorological scenarios have to be adapted to the spatial and temporal scalesof the considered basins. They are typically produced with downscaling models from the large-scaleatmospheric conditions simulated by climate models. Downscaling models are either dynamical orstatistical. The possibility of producing relevant meteorological scenarios with downscaling models istaken for granted, but is rarely assessed.In this study, we assessed the ability of two modelling chains to reproduce, over the last century(1902-2009) and from large-scale atmospheric information only, the observed temporal variations inflows and flood events in the Upper Rhône River catchment (10,900 km2). The modelling chains aremade up of (i) the ERA-20C atmospheric reanalysis, (ii) either the statistical downscaling modelSCAMP or the dynamical downscaling model MAR, and (iii) the glacio-hydrological model GSM-SOCONT.When compared to observations, the downscaled scenarios of daily temperatures and precipitationshighlight the need for a bias correction. This is the case for both downscaling models. For thedynamical downscaling chain, bias correction is additionally necessary for the temperature lapse ratescenarios to avoid irrelevant simulations of snowpack dynamics, particularly for high elevations.The observed multi-scale variations (daily, seasonal and interannual) in flows and low frequencyhydrological situations (low flow sequences and flood events) are generally well reproduced for theperiod 1961-2009. For the first half of the century, the agreement with the reference flows is wea-ker, probably due to lower data quality (ERA-20C and flow data) and/or certain assumptions andmodelling choices (e.g. calibration based on hydrological signatures, stationarity assumption). Theseresults, and those obtained over the last century on variations in flood activity, suggest that themodelling chains can be used in other climatic contexts.In the last part, we simulated variations in flood activity over the last millennium using cli-mate model outputs made available by the Paleoclimate Modelling Intercomparison Project (PMIP).Outputs from the climate model CESM Last Millennium Ensemble, made up of 12 members, werestatistically downscaled at the daily time step over the period 850-2004 with SCAMP (for reasons ofcomputational cost) and used as input to the GSM-SOCONT model.The simulated variations in flood activity in the Upper Rhône River over the last millennium werecompared with those reconstructed from the sediments cores of Lake Bourget. The results suggestthat the variations in flood activity reconstructed over this period could only be due to internalclimate variability and not to any large-scale atmospheric forcing
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Gharbi, Mohamed. "Etudes des crues et du transport sédimentaire associé - Application au bassin versant de la Medjerda." Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0008/document.
Full textAbstract:
En Tunisie, les problèmes des inondations et du transport sédimentaire se posent de façon critique, en particulier au niveau du bassin versant de la Medjerda. En effet, depuis la mise en service du barrage de Sidi Salem (1981) sur le bassin de la Medjerda, des modifications du régime d’écoulement en aval sont apparues sous la forme d’une diminution de la débitance. Cette diminution a eu pour conséquence d’abaisser la capacité de l’Oued à transporter les sédiments et de favoriser leur dépôt. Ceci a provoqué un engraissement du lit, et par conséquent, une occurrence accrue des inondations. Le recours à la modélisation numérique s’avère nécessaire pour mieux comprendre ce risque. Une première partie de ce travail se rapporte à une étude expérimentale menée au niveau d’une installation expérimentale de l’Institut National Agronomique de Tunisie (INAT). L’objectif est de visualiser l’évolution morphologique du fond d’un canal constitué de sable fin sous l’effet d’un écoulement permanent à faible pente. Des simulations numériques ont été effectuées avec différentes lois de transport solide par charriage sur des données expérimentales. L’objectif est de vérifier l’applicabilité de ces lois pour la prédiction de la capacité du transport solide par charriage. Des tests de l’effet du diamètre des matériaux sur la variation du taux de sédiments transportés ont été réalisés. Enfin, des simulations avec différentes formules disponibles sous SISYPHE couplé avec TELEMAC 2D ont été effectuées, pour prédire l’évolution de la couche de sable fin dans le canal. Dans une seconde partie, des simulations de la Medjerda avec des modèles hydrauliques 1D et 2D ont été réalisées. Ces simulations ont concerné les crues récentes pour lesquelles des données sont disponibles, en particulier la crue spectaculaire de janvier 2003, et la crue la plus récente survenue en février 2012. Dans un premier temps, des simulations numériques 1D ont été réalisées via les deux logiciels MIKE 11 et HEC RAS afin de contrôler le comportement de la ligne d’eau lors de ces crues. Dans un second temps, des modélisations hydrauliques bidimensionnelles 2D via le code TELEMAC 2D ont été effectuées ; le but était de déterminer l’étendue de la crue et d’identifier les zones sensibles à l’inondation. La dernière partie de ce travail porte sur l’étude du transport sédimentaire au niveau de la Medjerda. Dans un premier temps, une modélisation unidimensionnelle (1D) du transport solide total lors de la crue de 2003 le long de la moyenne vallée de la Medjerda. Une analyse de l’influence des quantités de matériaux transportés lors des crues sur l’évolution géomorphologique de la Medjerda a été faite. Dans un second temps, une modélisation bidimensionnelle (2D) du transport solide a été réalisée en utilisant SISYPHE couplé avec TELEMAC 2D. Enfin, une nouvelle approche de calcul du transport sédimentaire par charriage, basée sur le modèle d’érosion-déposition de Charru, (2006) a été testée. À l’issue de ce travail, une étude comparative entre les différents résultats obtenus, pour vérifier la validité de ces approches pour le cas de la Medjerda, a été effectuéeIn Tunisia, the problem of floods and sediment transport is critically arising, especially in the Medjerda watershed. Since the construction of Sidi Salem dam, there is a remarkable morphological change, especially on the downstream side. We note a gradual enhancement of the river bed in the downstream direction and therefore, increased occurrence of floods. So, the use of numerical modeling is needed to better understand this risk. An experimental study carried out in a rectangular inclinable flume at the National Institute of Agronomy of Tunisia (INAT). The aim is to visualize the morphological evolution of the channel bottom consisting of fine sand under permanent flow. In the first part, a comparative analysis was conducted between bed load transport rates models with experimental data, in order to test and validate the new bed load model proposed by Lajeunesse et al. (2010), then to check the grain size effect on the sediment transport capacity. After that, we are interested in the study of the morphological evolution in rivers. It was performed through numerical modeling using SISYPHE coupled with TELEMAC 2D. The aim is to analyze the morphological changes in the channel bottom. In the second part, several simulations have been conducted between 1D and 2D hydraulic models. These simulations concerned the recent floods for which data are available, especially the flood in January 2003 and the latest floods occurred in February 2012. Initially, a 1D hydraulic model using the MIKE 11 and HEC RAS software was performed in order to control the behavior of the water line profile during these floods. Secondly, a twodimensional hydraulic model was conducted using the code TELEMAC 2D in order to determine flood extent and to identify flood sensitive areas. The last part of this work will focus on the study of sediment transport at the Medjerda. Initially, we conducted a one-dimensional modeling (1D) of the total sediment transport along the middle valley of the Medjerda river. An analysis of the influence of the amounts of the materials transported by the Medjerda during flood was performed to determine their effects on the river morphological evolution. Secondly, a two-dimensional modeling was performed (2D) of sediment transport using the code SISYPHE coupled with TELEMAC 2D was also performed. We became interested in the study of sediment transport by thrusting only, to see the effect of this transport mode to the morphological evolution. In addition, we opted for a new approach to calculation of bed load sediment transport model based on the erosion -deposition Charru (2006). At the end of this work, a comparative study between the different results to see the validity of this new approach to the case of Medjerda was considered
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Mahdade, Mounir. "Vers une représentation parcimonieuse de la variabilité morphologique des rivières non-jaugées adaptée au problème inverse hauteur-débit." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS168.
Full textAbstract:
L’absence de mesures in situ dans les rivières non-jaugées empêche la construction de courbes de tarage, utiles à plusieurs applications hydrologiques et hydrauliques. Ces dernières décennies, l'idée d'estimer les débits par des méthodes de télédétection a émergé, toujours sur le principe de construire un lien entre hauteur d'eau et débit. Cependant, ce changement s'accompagne d'un changement d'échelle de la mesure de hauteur, qui n'est plus rattachée à une section mais au tronçon, conduisant à la notion de courbe de tarage au tronçon sous les mêmes hypothèses qu'une courbe de tarage à la section. Cette thèse aborde la construction d'une telle courbe. Étant donné que les paramètres de friction, de la bathymétrie et du débit sont inconnus. Pour réduire la dimensionnalité du problème, une étude hydromorphologique montre que la variabilité géométrique des rivières peut être représentée sous forme d’un modèle périodique 2D dont la forme en plan est basée sur une courbe de Kinoshita. Afin de tester et de valider ce modèle, une simulation de référence 2D est faite sur un tronçon de la Garonne avec une topographie continue de haute résolution. La surface libre simulée peut être considérée comme un jeu de "pseudo-observations" similaires à celles qui seront produites par la mission SWOT. Le modèle hydraulique direct se base sur une simplification géométrique non-uniforme (modèle périodique) et un solveur des équations de Saint-Venant (Basilisk). Une inversion stochastique par algorithme génétique permet d’estimer la courbe de tarage au tronçon dans un régime stationnaire en testant les paramètres géométriques et de frottements qui reconstituent au mieux les signatures observéesThe lack of in situ measurements in ungauged rivers prevents the construction of rating curves, useful for several hydrological and hydraulic applications. In recent decades, the idea of estimating discharges by remote sensing methods has emerged, based on the principle of constructing a link between water elevation and discharge. However, this change is accompanied by a change in the scale of the elevation measurement, which is no longer attached to a cross-section but to the reach, leading to the notion of a reach-average rating curve under the same assumptions as a cross-section rating curve. This thesis treats the construction of such a curve. Since the parameters of friction, bathymetry and discharge are unknown, and to reduce the dimensionality of the problem, a hydromorphological study shows that the geometrical variability of rivers can be represented in 2D periodic model whose planform is based on a Kinoshita curve. In order to test and validate this model, a 2D reference simulation is produced on a 40km reach of the Garonne River with a continuous high-resolution topography. The simulated free surface can be considered as a set of "pseudo-observations" like those that will be produced by the SWOT mission. The 2D direct hydraulic model is based on a non-uniform geometric simplification (periodic model) and a solver of the Saint-Venant equations (Basilisk). A stochastic inversion by genetic algorithm allows to estimate the reach-averaged rating curve in a stationary regime by testing the geometrical and friction parameters that best reconstitute the observed signatures
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Albergel, Jean. "Genèse et prédétermination des crues au Burkina Faso : du m² au km² : étude des paramètres hydrologiques et de leur évolution." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066139.
Full text
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Schober-Eimer, Anita. "Analyse de la variabilité des paramètres caractéristiques de l'hydrologie d'un bassin versant et modélisation des crues en présence de données hydrologiques succintes." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10043.
Full textAbstract:
Le but de cette etude est d'elaborer une strategie de predetermination ou meme de prevision sur les bassins pour lesquels les donnees hydrometeorologiques sont rares ou inexistantes. Dans une premiere partie deux methodes susceptibles d'apporter rapidement des informations hydrologiques sont explores: une methode experimentale a base de simulations de pluie physique sur diverses petites parcelles d'un bassin versant s'avere difficile a mettre en uvre notamment si le sol est couvert de vegetation. L'autre approche est statistique. En analysant les evenements pluie-debit faibles a moyennement forts sur cinq bassins versants dont quatre dans la region mediterraneenne et un en afrique, nous tentons de decouvrir les evolutions des reactions d'un bassin versant en vue d'une extrapolation en situation extreme. On examine ainsi quelles sont les grandeurs caracteristiques de la pluie et de l'etat initial d'un bassin versant qui jouent un role sur la fonction de production et sur la fonction de transfert. On etudie en particulier la variabilite de la fonction de transfert sur un bassin versant donne. Dans la deuxieme partie on presente des essais de modelisation en profitant des resultats anterieurs. Le modele empirique intitule storhy est ajuste selon nos criteres. On propose deux versions du modele ; une version avec trois variables d'initialisation et un parametre et une autre version parametrique sans variables d'initialisation. Les performances de la derniere categorie sont etudiees et comparees a celles d'un autre modele (gr3h). Le modele avec trois variables d'initialisation est analyse en vue de son utilisation dans un contexte de donnees rares et semble donner des resultats encourageants
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Roy-Gosselin, Philippe-Hubert. "Gestion des débits au barrage Samson." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29224/29224.pdf.
Full text
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Guillet, François, and Georges Pedro. "Etude et modelisation hydropedologique d'un bassin versant et modelisation des comportements hydriques de ce bassin (utilistion du modele source)." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066668.
Full textAbstract:
Cette these a pour objectif la mise au point d'une modelisation hydropedologique d'un bassin versant prealable a une modelisation des comportements hydriques de ce bassin. Les conceptions de la modelisation hydrologique sont traditionnellement orientees vers la recherche des crues maximales pour les etudes d'ouvrages d'art. Elles ont cependant evolue et se preoccupent egalement aujourd'hui d'etudier les phenomenes plus globalement en etudiant les besoins en eau des cultures et l'assainissement des sols. Nous exposons les principes et le fonctionnement theorique d'un modele hydropedologique spatialise. Il integre les differenciations spatiales du fonctionnement hydrique des sols d'un paysage restreint pour les besoins de l'experimentation a un bassin versant. Il permettra d'etudier la gestion des bilans d'eau d'une aire de reception des precipitations et d'evaluer sa contribution au ruissellement a la redistribution de l'eau dans le sol et vers la nappe et a sa consommation par la vegetation. Nous aborderons les concepts de base, la modelisation de la couverture pedologique en organisation de volumes hydropedologiques, la spatialisation du systeme pedologique, le fonctionnement hydrodynamique dans le temps et l'espace et l'ensemble des fonctions de transfert propres au transfert hydrique dans les sols. L'etude de terrain qui permet d'etablir cette modelisation recouvre la caracterisation physique du milieu. On etablit une base d'informations concernant le milieu physique d'un bassin versant du nord burkina faso en zone climatique sahelo-soudanienne, de substrat granitique fissure. Puis nous poursuivrons cette description generale par une approche plus precise de l'hydrologie du bassin versant: l'hydrographie, les fonctionnements hydrologiques elementaires des surfaces caracteristiques des aires contributives, et le comportement hydrique naturel des sols. La teledetection, l'analyse d'images permettent une bonne comprehension des repartitions spatiales des classes d'etats de surface et constituent un prealable utile a la modelisation. Cette modelisation en volumes hydropedologiques donne lieu a la compartimentation de la couverture pedologique aboutissant a un bassin compose de 17 sequences de volumes hydropedologiques de reference. L'ensemble des donnees du systeme d'information reunies au travers de la modelisation de la couverture pedologique, des etats de surfaces et de l'etude des proprietes hydropedologiques constitue la base de donnees physique du milieu. Le modele source modelise dans le temps et l'espace le devenir de l'eau entrant dans le systeme. On en examine la coherence des resultats, dans l'etat actuel de son developpement, en critiquant les informations issues du modele sous la forme de chroniques de lames ruisselees et d'evapotranspiration, de profils d'eau stockee: 1) au niveau de parcelles agronomiques experimentales constituant des micro bassins versants, 2) au niveau du bassin versant de 3 km#2. La modelisation du bassin versant sur deux annees contrastees permet generalement de confirmer les resultats obtenus, sur les parcelles, par ce modele et d'en evaluer assez clairement les limites
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Kvale, Jørgen Mathiesen. "Revised simulation model for a Very Large Crude Carrier (VLCC)." Thesis, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for marin teknikk, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-25805.
Full textAbstract:
In this thesis a simulation model for a Very Large Crude Carrier is revised. MARINTEK’s software ShipX is used to develop, improve, test and validate a model for the case vessel KVLCC2. The Manoeuvring Plug-In (SIMAN, 3-DOF) and the Vessel Simulator Plug-In (VeSim, 6-DOF) are utilized for this purpose. The underlying field of study has been ship manoeuvrability.KVLCC2’s hull lines, propeller and rudder data are available at SIMMAN 2014 websites [4]. Captive and free model tests conducted in connection to the workshop on verification and validation of ship manoeuvring simulation methods SIMMAN 2008 are available. The methodology for improving the simulation model is to use the model to simulate the IMO standard manoeuvres. Turning circles, zig-zag and stopping tests in deep water is simulated. Turning circles(35), zig-zag(10/2.5, 20/5) and spiral tests are simulated in shallow water. The simulation results are compared to results from SIMMAN in 2008. The 26th ITTC has suggested benchmark data from average values of the free sailing model tests from the workshop that are used for model validation. The simulation results are also evaluated and compared to the results from MARINTEK’s contribution in SIMMAN 2008 using SIMAN. A sensitivity analysis is performed to find which parameters are of high importance in the model. The parameters of high importance are investigated further. The linear velocity coefficients are compared with empirical methods and PMM tests. Shallow water effects and low speed manoeuvring are assessed. The shallow water simulations at low speed are compared with the shallow water effect trends from full-scale trials with Esso Osaka. Validation and verification of simulation modelsare assessed and understood.The simulation model does fulfil all the IMO criteria of turning, initial turning/course-changing, yaw-checking abilities in both VeSim and SIMAN. The model in VeSim fulfil the IMO criteria of stopping ability, while the model in SIMAN does not. The differences in the results of VeSim and SIMAN and small. The simulation results do not correspond well with the benchmark data based on free model tests from SIMMAN 2008, and the model can not be validated. MARINTEK’s contribution using SIMAN in 2008 was more consistent with the benchmark data, and indicates that the changes made in the plug-in does not give better results for KVLCC2. Changes has been observed in the calculation of the hydrodynamic coefficients and resistance polynomial. Especially the calculation methods of Yr and Nr have been altered. When usingthe same input parameters as well as the same hydrodynamic coefficients and resistance polynomial as in 2008 the manoeuvring simulations deviates substantially. These deviations must be because of changes in either non-linear cross-flow drag, rudder module or the propeller module(or all). These subroutines are hard to assess because of lack of updated documentation. The linear damping coefficients proved to be of high importance in the sensitivity analysis, especially Nv and Nr. Wake fraction and thrust deduction are also of some importance. ShipX tends to overestimate Nv and underestimate Nr and can not be validated against results from PMM tests. An input value of 0.150 [-] for the wake fraction of the hull has been observed to be too low compared to literature and other wake fractions used in SIMMAN 2008. The same shallow water trends for KVLCC2 are observed as for Esso Osaka for the turning circle test. The same trends are not found for checking and counter turning ability for KVLCC2. From the 23rd ITTC committee’s review of shallow water ratios as well as using methods of Clarke, Ankudinov and Kijima it seems like SIMAN’s shallow water formulae underestimates the linearvelocity coefficient ratios.There has been made several changes in the different subroutines and modules of the plugin during the last six years. These changes are easily noticed by looking at results when using exactly the same inputs and coefficients. It is impossible to assess and suggest improvements to the cross-flow drag, rudder module and propeller module when the documentation is not updated. Nv is overestimated and Nr is underestimated compared to empirical methods and PMM tests. Due to the high importance of these a review of the current calculation methods of these should be looked into. SIMAN and VeSim is tuned for offshore vessels, which could have an impact of the results since KVLCC2 is a VLCC. An assessment of SIMAN’s shallow water formulae is hard to do as well due to lack of documentation, but this should be looked into after SIMMAN 2014.
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Hernandez, Ramos Juan Carlos. "Sensitivity of reservoir simulations to uncertainties in viscosity." Thesis, Imperial College London, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.369224.
Full text
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Chow, K. "Simulation and analysis of gas freeing of oil tanks." Thesis, Coventry University, 2010. http://curve.coventry.ac.uk/open/items/692c76ab-c812-3ea9-29fe-0fe6cab4e469/1.
Full textAbstract:
This thesis presents an in-depth study of the gas freeing of marine crude oil tanks using numerical simulation, beginning with a general summary of the problem, followed by an outline of the objectives of this work and the main difficulties involved. To outline essential background, a review of numerical methods, fluid flow, and related physical mechanisms has been undertaken, in addition to related ventilation fields, jet and jet impingement, and tanker-borne ventilation, in order to determine the state of the art and draw useful parallels between different ventilative fields, as well as identifying potential areas for model validation. A room-ventilation test case was studied in order to demonstrate the numerical method. It was found that assuming adiabatic walls and ignoring radiation resulted in highly idealised temperature predictions, and that radiation played a large part in enhancing vertical temperature prediction by redistributing thermal energy. For the gas-freeing analysis, the geometric models and solution procedures are introduced before simulation results presented and validated with analytical jet models and impingement penetration parameters. Analysis showed that the internal temperature of the tank was approximately homogeneous, allowing the tank to be considered isothermal. 2D simulations showed that after an initial period of time, the relative concentration distribution reaches steady state with decreasing average concentration as gas-freeing continues. Discussion of the results followed, examining aspects surrounding heat transfer and the choice of turbulence model, analysing the differences in the results between the first and secondmoment closure schemes and justification of assuming isothermal conditions. The variation in concentration was examined, and an analytical expression was derived which approximates the reduction in average gas concentration decay due to gas-freeing. It has been shown that double-hulled construction renders the internal temperature variation to around 10% of the temperature difference between the sea and deck. During the gasfreeing process proper, it was shown that after any stratified layer has been eroded and a stable flow field established, the relative concentration distribution remains constant. Gas freeing times were shown to be heavily dependent on the volume flux (and thus air change rate), and mathematical relations derived in order to provide approximately predict the time to gas free a crude oil tank (COT) given particular initial conditions.
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Souck, Jenny. "Modelling of Crude Oil Distillation." Thesis, KTH, Skolan för kemivetenskap (CHE), 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-146195.
Full textAbstract:
In the reservoir conditions, a petroleum fluid is defined by its thermodynamic and volumetric properties and by its physicochemical properties. Their behaviors are modeled from experimental data in order to properly simulate the processing of these fluids during the production. With the advent of new regulations and rigidity that exist at the custom regulations today, research centers have great difficulty in obtaining large amounts of samples. For these reason, although there are several methods to characterize the different components of crude oil, the laboratories are turning increasingly to techniques that requires lower amounts of samples: micro-distillation, gas chromatography (GC). The micro-distillation is a fast and completely computerized technique made to substitute the standard distillation for analysis of liquid petroleum products. Advantages of the method compared to the standard distillation are the reduction of working time by at least a factor of 4, the small sample volumes required for distillation (few micro liters). [24] This report is aimed to create a simple model that can predict yield curves of physical distillation, without using the micro-distillation technique. The results obtained through gas chromatography (GC) analysis by laboratory technicians enable the modeling of the fluid behavior. Having identified and treated practically all aspects of micro-distillation through simulations with PRO/II, I found out that, regardless of the setting and the thermodynamic method used, there are always significant differences between simulation results and those of the micro-distillation. The result shows that it’s still difficult to create a model which can replace micro-distillation and gas chromatography (GC) because of the huge gap between the simulation results and micro-distillation. Furthermore, the dynamics revealed that the micro distillation is not accurate. I had hoped to get additional results by studies the correlations with more samples, but that did not turn out to be the case. Regardless of that, I think that it would be interesting to study more samples and use another simulator to properly represent micro distillation. This could be an interesting topic for further studies.Under de föhållanden som reservoarens miljö erbjuder, definieras en petroleumvätska av dess termodynamiska och volymetriska egenskaper och av dess fysikalisk-kemiska egenskaper. För att korrekt simulera bearbetningen av dessa vätskor under produktion, deras beteende modelleras från experimentella data Med tillkomsten av nya regler och oflexibilitet som finns på tullbestämmelser vid gränserna idag, har forskningscenter stora svårigheter att få större mängder prover levererade. Av den anledningen, trots att det finns flera metoder för att karakterisera de olika komponenterna av råolja, tvingas laboratorier att vända sig mer och mer till alternativa analysmetoder som kräver mindre provvolymer: mikrodestillation, gaskromatografi, etc. Mikrodestillation, som är en snabb och helt datoriserad teknik, visar sig kunna ersätta standarddestillation för analys av flytande petroleumprodukter. Fördelar med metoden jämfört med standarddestillering är minskad arbetstidsåtgång med minst en faktor 4. Därtill krävs endast en begränsad provvolym (några mikroliter) i jämförelse med standarddestillation. [24] Denna rapport syftar till att skapa en enkel modell som kan förutsäga avkastningskurvan av fysisk destillation, utan att använda mikrodestillationsteknik. De resultat som erhölls genom gaskromatografiska analyser möjliggjorde modelleringen av det vätskebeteendet hos det analyserade provet. Efter att ha identifierat och behandlat praktiskt taget alla viktiga aspekter av mikro destillation genom simuleringar med PRO/II, fann jag att, oberoende av inställningen och den termodynamiska metod som används, det alltid finns stora skillnader mellan simulering och mikro destillation. Resultatet visar att det fortfarande är svårt att skapa en modell som kan ersätta mikrodestillering och gaskromatografi på grund av differensen mellan simuleringsresultaten å ena sidan, och resultaten från mikrodestillering å andra sidan. Dessutom visade resultaten att mikrodestillation som analysmetod inte ger tillförlitliga resultat. Min förhoppning var att få ytterligare användbara resultat genom att studerar potentiella korrelationer emellan fler prover, men detta visade sig inte vara fallet. Jag anser att det skulle vara intressant att studera fler prover och använda en annan simulator för att bättre representera mikrodestillation. Detta skulle kunna vara ett intressant ämne för vidare studier.
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Da, Costa Dos Reis Silva Rui Luis. "Essais d'élaboration et d'utilisation d'un modèle spatialisé de simulation des crues concept d'unités participantes." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37596999w.
Full text
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Lerat, Julien. "Quels apports hydrologiques pour les modèles hydrauliques ? : vers un modèle intégré de simulation des crues." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00392240.
Full textAbstract:
Les modèles hydrauliques sont couramment utilisés pour l'aménagement des rivières et la prévention des dommages liés aux inondations. Ces modèles calculent les hauteurs d'eau et débits sur un tronçon de rivière à partir de sa géométrie et des conditions aux limites du système: débit à l'amont du tronçon, débits d'apports latéraux provenant du bassin intermédiaire et hauteurs d'eau à l'aval. Lorsque le tronçon est long, les apports latéraux deviennent conséquents tout en demeurant rarement mesurés car provenant d'affluents secondaires. L'évaluation de ces apports constitue alors une étape essentielle dans la simulation des crues sous peine de fortes sous ou surestimations des variables hydrauliques. Cette thèse a pour objectif principal d'identifier une méthode de complexité minimale permettant de reconstituer ces apports. Nos travaux s'appuient sur un échantillon de 50 tronçons de rivière situés en France et aux Etats-Unis sur lesquels les apports latéraux ont été estimés à l'aide d'un modèle hydrologique semi-distribué connecté avec un modèle hydraulique simplifié. Une méthode automatisée de découpage du bassin intermédiaire en sous-bassins a d'abord été élaborée afin de faciliter la construction du modèle hydrologique sur les 50 tronçons de rivière. Des tests de sensibilité ont été menés sur le nombre de sous-bassins, la nature uniforme ou distribuée des entrées de pluie et des paramètres du modèle hydrologique. Une configuration à 4 sous-bassins présentant des pluies et des paramètres uniformes s'est avérée la plus performante sur l'ensemble de l'échantillon.
Enfin, une méthode alternative de calcul des apports latéraux a été proposée utilisant une transposition du débit mesuré à l'amont et une combinaison avec le modèle hydrologique.
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Le, Meillour Françoise. "Etude expérimentale et numérique de la contribution des eaux de surface et de subsurface à la formation des crues : conséquences sur l'hydrogramme d'un bassin versant (application au Real Collobrier)." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694046.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est une conlribution à l'analyse des processus de formation des crues sur un bassin méditerranéen à l'occasion des épisodes pluvieux. Nous avons essayé de comprendre les caractéristiques hydrologiques d'un bassin par une démarche mécaniste. Pour cela, nous avons étudié la part, dans le débit de la rivière pendant les crues, du débit provenant d'un écou!ement soit par ruissellement généralisé, soit souterrain ou de subsurface, soit sur zones saturées contributives. Le bassin versant a été schématisé comme la succession de deux unités hydrologiques: le versant et le réseau hydrographique. Ainsi, la première partie de ce mémoire est consacrée à l'analyse mécaniste des apports à la riuvière à l'échelle du versant. Pour chaque processus, une étude expérimentale a été menée afin d'étudier les lois qui régissent ces écoulement. Nous avons montré. que les écoulements en surface ne suivent pas une loi d'écoulement plan turbulent Les écoulements en litière, immédiatement sous la surface du sol, suivent une loi de Manning. Enfin, les écoulements de subsurface suivent une lol de Darcy. A l'échelle du versant, la modélisation des écoulements avec les lois mesurées ne les entretient jamais assez longtemps pour expliquer les hydrogrammes de bassin. La seconde partie de ce mémoire consiste en une modélisation à l'échelle du bassin des écoulements dans le cas des trois processus de formation des crues. Cette modélisation a cherché à reproduire les hydrogrammes du bassin. On montre que lorsque le bassin est sec, les écoulements proviennent principalement du ruissellement généralisé. Lorsque le bassin est plus humide, les pluies mettent d'abord en activité des écoulements souterrains et de subsurface, puis si les pluies sont importantes, le mécanisme d'écoulement sur surfaces saturées contributives devient prépondérant
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Seifried, Christine. "Asphaltene precipitation and deposition from crude oil with CO2 and hydrocarbons : experimental investigation and numerical simulation." Thesis, Imperial College London, 2016. http://hdl.handle.net/10044/1/45663.
Full textAbstract:
Asphaltenes are the heaviest and most complex components in crude oil. Their precipitation and deposition may cause severe problems during production, transportation and processing of crude oil, hence affecting efficiency and cost of production in both upstream and downstream operations. During crude oil production, asphaltenes can deposit in the pores of reservoir rocks resulting in formation damage. Despite significant research, asphaltene behaviour in different flow regimes remains elusive. This thesis presents an investigation into crude oil asphaltene precipitation and deposition at ambient and reservoir conditions, using different experimental techniques and multi-scale simulations. Asphaltene precipitation can be triggered by altering the crude oil composition, which has been studied here through filtration experiments; a useful method to determine the amount of asphaltene precipitation induced by any precipitant. The relationship between the mass of precipitated asphaltenes and the mass of a precipitant in a crude oil+hydrocarbon system was compared to a crude oil+CO2 mixture in high pressure-high temperature experiments under conditions where the assumption of full miscibility is not valid. The precipitation onset point for the heavy crude oil used throughout the study was precisely determined in terms of the Hildebrand solubility parameter, showing for the first time that CO2 follows the same behaviour as hydrocarbon precipitants. However, the solubility parameter was not suitable for correlating precipitation at different temperatures. Subsequently, this work reports on asphaltene deposition in glass capillary flow experiments under laminar conditions where asphaltenes were precipitated with n-heptane, an analogue fluid for CO2. This study elucidates the fundamental behaviour of asphaltene deposition through the unique combination of techniques not previously been illustrated in the literature. The experiments involved co-injecting a toluene diluted crude oil and n-heptane through a capillary at constant volumetric flow rate while simultaneously measuring the pressure drop across the capillary. Increasing the total volumetric flow rate led to more deposition, observed through confocal laser-scanning microscopy and mass measurements, with more deposits build up at the capillary inlet. Beyond a critical flow rate, the deposition rate decreased as entrainment effects became more profound. Deposition was limited as the pressure levelled off in all the experiments, and oscillations in pressure suggested dynamic cycles between deposition and entrainment. In addition, a dependence of deposition on the floc size was revealed, showing that smaller particles dominate the deposition process. The experimental results were then compared to stochastic rotation dynamics simulations at the colloid scale, where a constant pressure drop over the capillary length was imposed. Results show a more homogeneous deposition profile with higher Peclet number, which is in agreement with the experimental findings. Additionally, deposition studies were extended to real sandstone reservoir samples using C7 and CO2 as precipitants at more realistic reservoir conditions. Pressure drop measurements across the core to quantify permeability damage were combined with X-Ray Microtomography (microCT) to visualise the deposits produced within the porous medium. The permeability measured through core-flooding experiments was compared to lattice-Boltzmann calculations in the segmented microCT images before and after deposition, where an increase in the flow rate showed a decrease in dimensionless permeability. Fitting the pressure drop data to a computational Deep Bed Filtration model allowed for a distinction between pore surface and pore throat deposition, which was confirmed by the microCT images of the location of asphaltene deposits. The results elucidate important asphaltene-related issues in porous media and provide a suitable framework for developing and improving deposition models.
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Kobayashi, Kazuya. "Molecular simulations of mineral-solution interfaces for improved description of crude oil-brine-mineral interactions." 京都大学 (Kyoto University), 2017. http://hdl.handle.net/2433/225615.
Full text
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Odry, Jean. "Prédétermination des débits de crues extrêmes en sites non jaugés : régionalisation de la méthode par simulation SHYREG." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0424/document.
Full textAbstract:
L’estimation de l’aléa hydrologique en sites non jaugés présente un enjeu important pour la gestion des risques. La complexité du phénomène réside à la fois dans la nécessité d’avoir une approche multivariée (estimation de caractéristiques multiples des crues : durées, périodes de retour) qui propose une extrapolation raisonnable des événements. SHYREG est une méthode basée sur la simulation de scénarios de crues, qui présente ces avantages. Évaluée lors du projet ANR ExtraFlo, elle présente de bonnes performances en justesse et en stabilité lorsqu'elle est calée sur des données locales de débits. Cette méthode vise à estimer des débits de crue en tout point du territoire. Elle doit donc pouvoir être appliquée en site non jaugés.Le travail de thèse présenté ici se focalise sur le transfert de la méthode vers le non jaugé en s’intéressant aux valeurs des débits simulés mais aussi à leur cohérence. Tout d’abord, une révision du calage a permis de s’assurer de la cohérence des débits simulés le long d’un cours d’eau. Ensuite, l’application d’un large panel de méthodes de régionalisation a permis de déterminer que la régionalisation devait s’appuyer à la fois sur la structure spatiale et sur les caractéristiques physiographiques des bassins. Finalement, une méthode qui régionalise SHYREG simultanément à son calage a été retenue. Une comparaison avec d’autres approches régionalisées a mis en évidence la qualité du modèle développéFlood hazard estimation in ungauged sites presents a major challenge for risk management. The complexity of the phenomenon arises from both the need for a multivariate approach (estimation of different flood characteristics: peak flow, volume, duration ...), and for an approach which offers a reasonable extrapolation of extreme events. The SHYREG method is based on the simulation of flood scenarios and presents these benefits. It has been evaluated during the ANR ExtraFlo project. It showed good performance in both accuracy and stability when calibrated against local discharge data. However, weaknesses have been identified when implemented in ungauged sites.The objective of the present thesis is to develop the method in order to improve the SHYREG performances in ungauged sites. Two kinds of modifications were implemented. First, the calibration of the method in gauged sites was reviewed. The main idea was to integrate more data and to take more into account the coherence between simulated discharges in different sites. Then, diverse regionalisation schemes extracted from the scientific literature were considered. Their application demonstrated the necessity to exploit information from nearby sites and the physical properties of the catchments. Finally, a version which realises the regionalisation simultaneously to the calibration has been selected. Its comparison with other method showed the quality of this new version of SHYREG
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Cadot, Paule-Darly 1960. "Development of a model for design of water harvesting systems in small scale rainfed agriculture." Thesis, The University of Arizona, 1989. http://hdl.handle.net/10150/277109.
Full textAbstract:
In arid and semi-arid regions, water harvesting systems can augment water supply for crop production purposes. The functioning of this type of system is controlled by three major factors: weather, crop and soil characteristics. In particular, the weather factors vary stochastiscally and thus, need to be predicted on the basis of their probability of occurrence. Furthermore, long-term historical data is scarce in the arid regions. Consequently, the simulation approach is a good alternative for designing the system. This study developed a micro-computer based model, SSWHS89.BAS, for design of small scale water harvesting systems for perennial crops. The model uses elements of a simulation computer program, CLIMATE.BAS (Woolhiser, 1988), to generate daily rainfall, maximum and minimum temperature and radiation data and predicts evapotranspiration and runoff data from a deterministic computer program, PENMNSCS.BAS for the location of interest. The model was used to determine the characteristics of a water harvesting system in a vineyard field at Sonoita, Az.
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Borges, Fábio Luiz 1984. "Predição de rendimentos de derivados de petróleo a partir de análises de destilação pelo método ASTM D7169 e DHA Front End realizadas em misturas de petróleos." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266124.
Full textAbstract:
Orientador: Maria Regina Wolf MacielDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-24T13:22:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_FabioLuiz_M.pdf: 1928972 bytes, checksum: 8ee551cc8034ad570e84bd024b3702ca (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: Essa dissertação tem como objetivo avaliar a utilização de curvas de destilação simulada de petróleo analisadas por dois métodos cromatográficos (ASTM D7169 e DHA Front End) combinados em um modelo de predição de rendimentos de derivados de uma unidade de destilação atmosférica e a vácuo. Os métodos utilizados são de execução mais ágil e de custo bastante reduzido em relação aos métodos de obtenção de curvas de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV), sendo viável obter curvas de destilação de tanques de petróleo em laboratórios de refinarias. A utilização dessas análises possibilita a obtenção de curvas das cargas a serem processadas mais representativas do que as curvas obtidas utilizando as curvas PEV disponíveis no BDAP (Banco de Dados de Avaliação de Petróleos da Petrobras) em conjunto com a proporção de petróleos informada pelo BDEMQ (Banco de Dados de Estoque, Movimentação e Qualidade da Petrobras) em cada tanque. Para realizar essa avaliação, foi elaborada, no software PETROSIM®, uma simulação do tipo Distop, a qual foi calibrada utilizando-se as vazões e as curvas de destilação dos derivados amostrados em uma das plantas de destilação da Refinaria de Paulínia. Em seguida, foram coletadas amostras de tanques de petróleo, as quais foram analisadas pelos dois métodos combinados para obter as curvas de destilação, que foram utilizadas como dados de entrada da simulação calibrada, obtendo os rendimentos dos derivados. Foram também obtidos os rendimentos da mesma simulação calibrada utilizando como dados de entrada os dados de curvas PEV disponíveis no BDAP e também pelo método de predição baseado em rendimentos fixos de petróleos, que são gerados pelo software Blend-BR®, de propriedade da Petrobras, cujos dados de entrada também são as curvas PEV do BDAP. Os rendimentos obtidos por esses três métodos foram comparados com os rendimentos obtidos na unidade quando os tanques de petróleo amostrados foram processados. Os resultados obtidos indicaram que a simulação calibrada utilizando os dados analisados pelos métodos cromatográficos forneceu rendimentos mais aderentes aos realizados do que os outros métodos, principalmente na predição de rendimentos de nafta
Abstract: This thesis aims to evaluate the use of crude distillation curves analyzed by two combined chromatographic methods (ASTM D7169 and DHA Front End) combined into an atmospheric and vacuum crude distillation unit yields prediction model. These methods are faster to be executed and have the costs pretty lower compared to the methods used to obtain the True Boiling Point (TBP) curves, enabling to obtain distillation curves of crude tanks in refinery laboratories. These analyzes enable obtaining curves of the loads to be processed more representative than the curves obtained using the TBP curves available in BDAP (the Petrobras petroleum Database) and the proportion of oils informed by BDEMQ (the Petrobras feedstocks and quality Database) for each tank. To perform this evaluation, it was built in PETROSIM® software a Distop simulation, which was calibrated using flow rates and crude cuts distillation curves from the samples collected at on of the crude distillation units of Paulínia Refinery. Samples of oil tanks, which were analyzed by the two combined methods to obtain the distillation curves, were then used as input data the calibrated simulation, obtaining the crude cuts yields. The cuts yields were also obtained by the same calibrated simulation using as input data TBP curves available at BDAP and also by a model based on fixed crude cuts yields, which are performed by the software Blend-BR®, property of Petrobras, whose data input are also the TBP curves available at BDAP. The yields obtained by these three methods were compared with the yields obtained in the industrial unit when the sampled oil tanks were processed. The results indicated that the calibrated simulation using data analyzed by the chromatographic methods provided yields that are closer to actual ones than other methods, especially for the naphtha yields
Mestrado
Desenvolvimento de Processos Químicos
Mestre em Engenharia Química
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Ahmed, Ashfaq. "Simulation of subsea production pipeline stream to evaluate and address the flow assurance issues of waxy crude oil." Thesis, Curtin University, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11937/1030.
Full textAbstract:
The modern world is heavily dependent on crude oil and its associated products and the petroleum industry has taken responsibility to meet the rising consumer demand. Oil and gas production can be broadly subdivided into three separate fields of science and technology, notably production processes in the reservoir, production of oil and gas from the wells and finally surface gathering, separation and transportation.This research focused on the problem that oil producers usually face with waxy crude oil during its production, processing and transportation. Wax build up, especially in the crude oil production pipeline, is the key task for the operators to deal with as it may cease crude flow through the pipeline and associated production facilities. Research efforts to date, have addressed flow assurance issues of crude oil displacement through the production pipeline and processing facilities but further research is needed to determine the best outcome to cope with situation.The principal objective of this research is to simulate crude flow through the production pipeline using hydrocarbon simulation software Aspentech HYSYS 3.2 and PIPESYS to investigate the root cause and analyse flow assurance issues with the aim of elimination of such issues through the production pipeline. The simulation focused on the study of crude oil properties including temperature, pressure and viscosity affecting the crude oil flow from the reservoir or through the production pipeline, and the results compared with normal operating conditions of the wellhead and production pipeline.Three different scenarios involving the detailed study of temperature and pressure were simulated at temperatures and pressures above or below the normal operating condition reference points.The simulation results reveal that the crude oil flow through the production pipeline predominantly decreases due to a gradual drop of temperature along the cumulative length of the pipeline. The viscosity of the crude oil accordingly increases with the drop in temperature, which consequently reduces the flowrate of crude oil through the pipeline. Conversely, an increment in crude oil production is obtained with an increase in crude oil temperature from 60 ºC to 65 ºC. Moreover, there is no direct significant effect on the viscosity of crude oil with an increase or decrease in pressure compared to normal operating conditions. However, a significant drop in production is observed with the drop in temperature and pressure below the normal operating temperature and pressure of the pipeline.The outcome of this study will enable design engineers to understand the complications which usually occur while operating such facilities and give special consideration to those issues at the detailed engineering design stage of future similar facilities.
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Nardo, Caseri Angélica. "Apport de la simulation conditionnelle géostatistique pour la prévision immédiate d'ensemble de pluies et l’alerte aux crues rapides." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2017. http://www.theses.fr/2017AGPT0002.
Full textAbstract:
Chaque année, les crues soudaines provoquées par des pluies intenses sur de petits bassins versant à réaction rapide sont la cause de pertes humaines et économiques considérables. Pour réduire ces impacts, il est nécessaire d’avoir recours à des systèmes de prévision combinant prévision météorologique et hydrologique à une échelle spatio-temporelle suffisamment fine. Etant données les nombreuses difficultés liées à cet exercice, ces systèmes doivent être capables de bien appréhender les principales sources d’incertitude susceptibles d’influencer leurs prévisions. Les incertitudes associées aux pluies observées ou prévues sont souvent considérées comme celles qui ont un impact le plus important sur les prévisions hydrologiques, surtout lorsqu'il s'agit de crues rapides et très localisées.Le but principal de cette thèse est d'étudier le potentiel d’une méthode de simulation conditionnelle géostatistique pour générer un ensemble de scénarios de pluies qui peuvent être utilisés par un système de prévision des crues soudaines. Pour ce faire, nous cherchons à générer un ensemble de champs de pluie fiable (au sens statistique), tout en exploitant au mieux les points forts des mesures souvent disponibles pour la prévision immédiate : les propriétés spatio-temporelles fournies par les données radar et les intensités pluviométriques mesurées par les pluviomètres au sol. Nous nous appuyons pour cela sur les données de pluie (radar et pluviomètres) de 17 événements intenses observés entre 2009 et 2013 dans le département du Var (sud-est de la France).La première étape de cette thèse est dédiée à la prise en compte des incertitudes sur les observations de pluie. Pour cela, le simulateur SAMPO-TBM développé à l’Irstea de Lyon est adapté pour fournir des simulations des champs de pluie alternatifs au champ de pluie radar observé, tout en respectant, à travers le conditionnement des simulations, les valeurs de pluie observées par les pluviomètres. L’évaluation de ces champs générés montre que la méthode mise en place est capable de générer des scénarios de pluie fiables et ainsi proposer une quantification des incertitudes sur les champs de pluie observés.Dans la deuxième étape de cette thèse, nous évaluons la capacité de notre méthode à être utilisée pour la prévision immédiate de pluies. Plusieurs méthodes sont testées pour la paramétrisation du simulateur et pour l’ajustement des sorties. Ces méthodes sont évaluées en considérant les principaux attributs souhaités pour une prévision d’ensemble : la précision, la fiabilité, la justesse, la discrimination et la performance globale des prévisions. La méthode la plus performante est celle estimant les paramètres du simulateur sur une fenêtre glissante de 4h, mais également en donnant un poids prépondérant à la dernière heure d’observation pour le paramètre lié à la moyenne des pluies non-nulles, associée à une correction des sorties basée sur la dernière erreur de prévision.Enfin, dans la dernière étape de cette thèse, les prévisions d’ensemble de pluie sont utilisées en entrée de la méthode AIGA d’avertissement aux crues rapides développée à Irstea Aix-en-Provence. Cette approche permet d’estimer la période de retour (en débit) de l’événement en cours sur des bassins non jaugés. L’événement du 3 au 7 novembre 2011 dans le département du Var est utilisé pour illustrer le potentiel de notre méthode. Des cartes probabilisées indiquant à différentes échéances et sur l’ensemble du réseau hydrographique du département le risque de dépassement d’une certaine période de retour sont générées. Celles-ci sont comparées à la localisation de dégâts relevés sur le terrain après l’événement démontrant un réel intérêt pour la gestion de crise en temps réelEach year, flash floods, generated by small fast-responding catchments hit by intense rainfall, are responsible for huge human and economic losses. To mitigate these impacts, it is necessary to use forecasting systems combining meteorological and hydrological forecasts at small temporal and spatial scales. Because of the underlying difficulties, these systems have to be able to communicate the uncertainties of their forecasts. Uncertainties associated to observed or future rainfall are often seeing as those having the most important impact, in particularly in the case of flash floods localised on small areas.The main aim of this thesis is to study the potential of a geostatistical conditional simulation method to generate an ensemble of rainfall scenarios that can be used by a flash flood warning system. We seek to generate a reliable ensemble of rain fields by making the best use of the strengths of the measurements often available for nowcasting: the spatial and temporal properties of rainfall fields provided by the radar data and the rainfall intensities measured by rain gauges. In order to achieve our objectives, we use radar and rainfall data from 17 intense rainfall events observed in the Var region (south-east France) between 2009 and 2013.The first part of this thesis was devoted to taking into account the uncertainties on the observations of rainfall. For this purpose, the SAMPO-TBM generator developed at Irstea-Lyon is adapted to provide simulations of alternative rain fields to the observed radar rain field, while respecting the rainfall values observed by the rain gauges through a conditioned simulation. The evaluation of the generated fields shows that the method implemented is able to generate a reliable ensemble of rain fields and thus to propose a quantification of the uncertainties on the observed rain fields.In the second part of this thesis, the capacity of our method to be used for the nowcasting of rainfall is evaluated. Several methods are tested for the parameterization of the rainfall generator and for the adjustment of the outputs. These methods are evaluated by considering the main attributes of forecast quality, such as accuracy, reliability, precision, discrimination and overall forecast performance. The best method is the one estimating generator parameters over the last four hours, but also using only the last hour for the parameter related to the mean of the non-zero rainfall distribution, combined by the adjustment of the outputs based on the last forecast error.Finally, in the final part of this thesis, ensemble rainfall forecasts are used as inputs of the flash flood forecasting method AIGA developed at Irstea Aix-en-Provence. The AIGA method enables return period of the ongoing event to estimate at ungauged catchments. The 3th-7th November 2011 event in the Var region is used to illustrate the potential of our method. Nowcasting maps indicating, for different lead times and for the whole hydrological network of the region, the probability to exceed a given return period are produced. They are compared to the localization of observed damages collected from field surveys, illustrating a real interest for the real time crisis management
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Bernède, Jean-Pierre. "Algorithmes adaptatifs et qualitatifs de prévision des crues en temps réel : application au cas de l'Aveyron." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT060H.
Full textAbstract:
A partir des hypotheses de conservation du gradient temporel intrinseque de hauteur (ou debit) en une station de prevision, de conservation de masse en regime transitoire a surface libre et par des essais de simulation sur la riviere aveyron, nous mettons en relief le role suffisamment explicatif, en situation de prevision de crues, des termes de gradients temporels, intrinseque de hauteur (ou debit), extrinseque de debit, associes a une hypothese de fermeture (sur les apports lateraux) par une integrale de dirac sur la pluie. Il en resulte dans un premier temps un modele de prevision des crues en temps reel, adaptatif par optimisation (sous contraintes) de l'erreur precedente, en association avec des lois qualitatives d'anticipation sur les variations de tendance a convexite negative. Finalement pour mieux prendre en compte la diversite des crues nous proposons un modele a ponderation evolutive sur le gradient temporel intrinseque du champ des hauteurs anamorphoses, sur le gradient temporel extrinseque de debit aux stations explicatives amonts et sur l'integrale de dirac de la pluie. L'anamorphose du champ des hauteurs et les parametres du modele sont indexes a un arbre de lois qualitatives analysant les changements potentiels de tendance en cours de realisation de l'evenement
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Menad, Wahiba. "Risques de crue et de ruissellement superficiel en métropole méditerranéenne : cas de la partie ouest du Grand Alger." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00787142.
Full textAbstract:
Le Grand Alger est bâtie sur les contreforts des collines du Sahel. Par son positionnement et à l'image des autres métropoles méditerranéennes, il s'inscrit dans un contexte d'instabilité particulièrement cyclogénétique, qui se manifeste en surface terrestre avec des phénomènes d'inondation, de crue et de ruissellement superficiel. Néanmoins, le Grand Alger fait l'exception avec l'ampleur que prennent les dégâts occasionnés par le passage de ce type d'événement. L'événement des 9-10 novembre 2001, qui a affecté la partie ouest du Grand Alger, reflète parfaitement ce propos. Les crues déclenchées par cet événement ont causé des dégâts matériels et des pertes en vie humaine inégalés dans le bassin méditerranéen. Dans ce travail, en employant des outils de traitement classiques et de simulation numérique, on a essayé de comprendre au mieux le comportement de l'hydrosystème dans sa globalité (facteurs météorologiques, hydrogéomorphologiques et anthropiques). On a ensuite hiérarchisé les facteurs prédisposants-déclenchants-aggravants de crue et de ruissellement superficiel dans cette région. Les résultats de l'ensemble des analyses réalisées ont servi à quantifier et cartographier le risque. Au final, on propose de nombreuses mesures d'intervention (combinaison de mesures structurales et non structurales) dans le but de réduire le niveau important du risque actuel.
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Vaz, Lucas Rafael Lommez. "Perdas de hexazinona e diuron por escoamento superficial em sistema de cana crua." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-05012017-181536/.
Full textAbstract:
A canavicultura é de extrema importância para o Brasil e para o mundo. O aumento da produção de cana-de-açúcar reflete em maior uso de herbicidas, como o diuron e a hexazinona. A adoção do sistema de cana crua, em que a palha permanece sobre o solo após colheita mecanizada, implica em alteração na dinâmica ambiental destes herbicidas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as perdas de diuron e hexazinona por escoamento superficial em sistemas de cana crua. O experimento constou de sistema fatorial 3x2x2 (12 tratamentos) com delineamento em blocos casualizados e 4 repetições, totalizando 48 parcelas. Os fatores foram: 3 níveis de palha (0, 50% e 100% da dose = 14 t ha-1); 2 níveis de umidade de solo (10 e 18% v/v) e 2 momentos de chuva (0 e 3 dias após aplicação dos produtos). Sobre as parcelas de 1 m2, foi utilizado um simulador de chuvas ajustado para evento com intensidade de 80 mm h-1 durante uma hora e meia, resultando num volume total precipitado de 120 mm. Um produto comercial contendo diuron e hexazinona foi aplicado na dose de 3 kg ha-1 e calda de 700 L ha-1, conforme recomendações do fabricante. As quantidades de água e sedimentos escoadas foram registradas e as concentrações dos herbicidas analisadas em solução por UPLC. Os resultados foram submetidos à ANOVA e, em caso de interação, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05). A quantidade de diuron e hexazinona nos sedimentos foi estimada fazendo uso dos dados de sorção da literatura. A presença de palha sobre o solo reduziu as perdas de água, sedimentos e diuron, mas não teve efeitos sobre as perdas de hexazinona. Em outras palavras, a cobertura morta não reduz as perdas de moléculas muito solúveis, como a hexazinona. As maiores perdas de diuron e hexazinona foram observadas em solução, mesmo no tratamento controle (sem palha), uma vez que a palha reduz a massa de sedimentos desprendida. No entanto, não houve diferença nas perdas entre os dois níveis de palha (50 e 100%), sugerindo que 7 t ha-1 são suficientes para atenuar as perdas de água, sedimentos e diuron. Maiores teores de água no solo (18 versus 10% v/v) implicaram em maiores perdas dos herbicidas por escoamento superficial. Já o momento da chuva não afetou as perdas dos herbicidas, indicando que 3 dias não foram suficientes para a dissipação ou maior sorção dessas moléculas.Sugarcane is a major crop in Brazil and of great importance to the world. Higher yields implicate in higher use of pesticides, such as diuron and hexazinone. The adoption of green cane system, in which the straw is kept in the soil surface after mechanical harvesting, has changed the environmental behavior of theses herbicides. Therefore, the goal of this research was to evaluate runoff losses of diuron and hexazinone in green cane systems. The 3x2x2 (12 treatments) factorial experiment was performed in a randomized block with 4 replicates. The factors were i) 3 levels of sugarcane straw (0, 50% and 100%, based on a dose of 14 t ha-1); ii) 2 levels of initial soil moisture (10 and 18% VWC), and iii) 2 rainfall periods (0 and 3 dafter herbicides application). A rainfall simulator was adjusted to simulate an 80 mm h-1 rainfall event for one and a half hour (120 mm) over plots of 1 m2. A commercial product containing diuron and hexazinone was used at rate of 3 kg ha-1 dissolved in 700 L ha-1, according to label recommendations. The amounts of water and sediments were registered and herbicides concentrations analyzed by UPLC. Herbicides attached to the sediments were estimated according to sorption data from the literature. The results were evaluated by ANOVA and means compared by Tukey test (p<0.05). Sugarcane straw decreased water, sediments, and diuron losses by runoff, but did not affect hexazinone losses. In other words, crop residues cannot prevent losses of highly soluble molecules, such as hexazinone. Greater herbicides losses were observed in the aqueous phase, even for the control treatment (without straw), since straw reduces the amounts of detached sediments. However, no difference was observed between the two levels of straw (50 and 100%), meaning that 7 t ha-1 is sufficient for mitigating water, sediments, and diuron losses by runoff. Higher soil moisture (18 versus 10%) resulted in higher herbicides runoff. Yet, rainfall period did not affect herbicide losses, indicating that 3 days were not long enough for enhancing these herbicides dissipation or sorption.
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Mezghani, Abdelkader. "Génération multi-sites de variables météorologiques horaires en zone alpine : application à la simulation de scénarios de crues du Rhône supérieur suisse /." [S.l.] : [s.n.], 2009. http://library.epfl.ch/theses/?nr=4335.
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Bérod, Dominique. "Contribution à l'estimation des crues rares à l'aide de méthodes déterministes : apport de la description géomorphologique pour la simulation des processus d'écoulement /." Lausanne, 1995. http://library.epfl.ch/theses/?nr=1319.
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Shabou, Mohamed Saif. "Extrêmes hydro-météorologiques et exposition sur les routes : Contribution à MobRISK : modèle de simulation de l'exposition des mobilités quotidiennes aux crues rapides." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU031/document.
Full textAbstract:
Les crues rapides sont considérées parmi les catastrophes naturelles les plus dangereuses en raison de leur imprévisibilité et la rapidité de leurs dynamiques spatio-temporelles. Même si ces évènements touchent généralement des petites étendues spatiales, elles causent un nombre important de victimes. Les différentes analyses des impacts des crues rapides pointent la mo- bilité quotidienne comme un facteur principal augmentant l’exposition et la vulnérabilité des individus : près de la moitié des victimes sont des automobilistes surpris par les submersions des routes durant leurs trajets quotidiens. C’est dans ce contexte que plusieurs travaux ont été conduits afin de développer des outils de prévision des coupures des routes par submersion dans le département du Gard, fréquemment exposé à des évènements hydro-météorologiques extrêmes. Ces études ont permis d’identifier les points de coupure, situés aux niveaux des intersections routes/rivières, vulnérables aux crues rapides et de développer des méthodes d’estimation du risque de submersion des routes.Cette thèse s’inscrit dans la continuité de ces travaux dans le but de quantifier et de caractériser l’exposition des individus aux crues rapides durant leurs mobilités. Pour cela, nous avons contribué au développement de MobRISK : un modèle de simulation de l’ex- position des automobilistes aux submersions des routes lors d’évènements de crues rapides. Une première application de MobRISK est présentée dans le but d’évaluer l’exposition d’une population d’un zone d’étude, située au nord-ouest du Gard, à l’évènement de crue rapide des 8-9 Septembre 2002.Les résultats de ce cas d’étude ont permis d’identifier un décalage entre les dynamiques temporelles du trafic simulé au niveau des points de coupure et des niveaux de submersion de ces points. Ce décalage temporel a probablement constitué un facteur de réduction du nombre de victimes sur la route. La combinaison des estimations de submersion des routes avec le trafic simulé a permis de localiser les routes qui ont présenté le plus de danger pour les automobilistes lors de cet évènement. Ensuite, l’évaluation de l’exposition individuelle aux submersions routières a permis d’identifier les profils socio-démographiques des automobilistes les plus exposés constitués majoritairement de jeunes actifs de sexe masculin.Enfin, différents scénarios de comportements en situation de crise ont été construits et tes- tés à travers l’intégration des décisions d’adaptation des déplacements face aux perturbations environnementales. La comparaison des effets des scénarios de comportements a permis de souligner le rôle important des règles adoptées dans les prises de décision et dans l’évaluation du danger dans la réduction l’exposition des automobilistes.Au final, cette thèse souligne les potentialités et les performances de MobRISK comme un outil innovant et prometteur pour la simulation de l’exposition sociale aux cruesFlash floods are considered as ones of the most dangerous natural hazard due to their rapidness and suddenness that leave little time for exposed people to protect themselves. Although the relatively small spatial extension of those events, several studies showed strong human impacts regarding the number of affected people. Recently, daily mobility is pointed at as important social factor increasing individual exposure and vulnerability to flash flooding : almost half of the victims are motorists trapped while travelling on flooded roads. Therefore, several studies have been conducted for assessing roads’ sensitivity to flooding in the Gard area, frequently exposed to sever flash flood events.This thesis goes a step further by integrating social dimension in order to quantify and analyze road users’ exposure to flash flood during their itineraries. It contributes to the development of MobRISK : A simulation model for assessing motorists’ exposure to roads submersion by integrating individual travel-activity patterns and behavioral adaptation regarding weather disruptions. In order to assess population exposure to September 2002 flash flood event, we conducted an application of MobRISK in a study area located in the north-ouest of the Gard department.The results show that risk of flooding is mainly located in principal road links with considerable traffic load. However, a lag time between the timing of roads’ submersion and persons crossing these roads contributes to reduce the potential vehicle-related fatal accidents. It is also found that socio-demographic variables have significant effect on individual exposure and that young working males are the most exposed persons to road flooding. Finally, different behavior scenarios are built and tested by integrating individual travel adaptation decisions regarding perceived weather disruptions. The comparison of motorists’ exposure for each scenario highlights the important role of risk attitudes and threat evaluation processes on reducing population exposure.Thus, the proposed model demonstrates the benefits of considering spatiotemporal dy- namics of population exposure to flash flood and presents an important improvement in exposure assessment methods. Such improved characterization of road users’ exposure can present valuable information for flood risk management services and emergency planning
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Navas, Nunez Rafael. "Modélisation hydrologique distribuée des crues en région Cévennes-Vivarais : impact des incertitudes liées à l'estimation des précipitations et à la paramétrisation du modèle." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU025/document.
Full textAbstract:
Il est connu qu’avoir un système d’observation de la pluie de haute résolution spatio – temporelle est crucial pour obtenir de bons résultats dans la modélisation pluie – écoulement. Le radar est un outil qui donne des estimations quantitatives de precipitation avec une très bonne résolution. Lorsqu’il est fusionné avec un réseau des pluviomètres les avantages des deux systèmes sont obtenus. Cependant, les estimations fournies par le radar ont des incertitudes différentes à celles qui sont obtenus avec les pluviomètres. Dans le processus de calcul pluie – écoulement l'incertitude des précipitations interagit avec l'incertitude du modèle hydrologique. L’objectif de ce travail est d’étudier les méthodes utilisées pour quantifier l'incertitude dans l'estimation des précipitations par fusion radar – pluviomètres et de l'incertitude dans la modélisation hydrologique, afin de développer une méthodologie d'analyse de leurs contributions individuelles au traitement pluie - écoulement.Le travail est divisé en deux parties, la première cherche à évaluer: Comment peut-on quantifier l'incertitude de l'estimation des précipitations par radar? Pour répondre à la question, l'approche géostatistique par Krigeage avec Dérive Externe (KED) et Génération Stochastique de la précipitation a été utilisée, qui permet de modéliser la structure spatio – temporaire de l’erreur. La méthode a été appliquée dans la région des Cévennes - Vivarais (France), où il y a un système très dense d'observation. La deuxième partie explique: Comment pourrais être quantifiée l'incertitude de la simulation hydrologique qui provient de l'estimation de précipitation par radar et du processus de modélisation hydrologique? Dans ce point, l'outil de calcul hydrologique à Mesoéchelle (HCHM) a été développé, c’est un logiciel hydrologique distribuée et temps continu, basé sur le Numéro de Courbe et l’Hydrographe Unitaire. Il a été appliqué dans 20 résolutions spatio - temporelles allant de 10 à 300 km2 et 1 à 6 heures dans les bassins de l’Ardèche (~ 1971 km2) et le Gardon (1810 km2). Apres une analyse de sensibilité, le modèle a été simplifié avec 4 paramètres et l’incertitude de la chaîne de processus a été analysée: 1) Estimation de precipitation; 2) Modélisation hydrologique; et 3) Traitement pluie - écoulement, par l’utilisation du coefficient de variation de l'écoulement simulé.Il a été montré que KED est une méthode qui fournit l’écart type de l’estimation des précipitations, lequel peut être transformé dans une estimation stochastique de l’erreur locale. Dans la chaîne des processus: 1) L'incertitude dans l'estimation de précipitation augmente avec la réduction de l’échelle spatio – temporelle, et son effet est atténué par la modélisation hydrologique, vraisemblablement par les propriétés de stockage et de transport du bassin ; 2) L'incertitude de la modélisation hydrologique dépend de la simplification des processus hydrologiques et pas de la surface du bassin ; 3) L'incertitude dans le traitement pluie - écoulement est le résultat de la combinaison amplifiée des incertitudes de la précipitation et la modélisation hydrologiqueIt is known that having a precipitation observation system at high space - time resolution is crucial to obtain good results in rainfall - runoff modeling. Radar is a tool that offers quantitative precipitation estimates with very good resolution. When it is merged with a rain gauge network the advantages of both systems are achieved. However, radars estimates have different uncertainties than those obtained with the rain gauge. In the modeling process, uncertainty of precipitation interacts with uncertainty of the hydrological model. The objective of this work is: To study methods used to quantify the uncertainty in radar – raingauge merge precipitation estimation and uncertainty in hydrological modeling, in order to develop a methodology for the analysis of their individual contributions in the uncertainty of rainfall - runoff estimation.The work is divided in two parts, the first one evaluates: How the uncertainty of radar precipitation estimation can be quantified? To address the question, the geostatistical approach by Kriging with External Drift (KED) and Stochastic Generation of Precipitation was used, which allows to model the spatio - temporal structure of errors. The method was applied in the Cévennes - Vivarais region (France), where there is a very rich observation system. The second part explains: How can it be quantified the uncertainty of the hydrological simulation coming from the radar precipitation estimates and hydrological modeling process? In this point, the hydrological mesoscale computation tool was developed; it is distributed hydrological software in time continuous, within the basis of the Curve Number and the Unit Hydrograph. It was applied in 20 spatio-temporal resolutions ranging from 10 to 300 km2 and 1 to 6 hours in the Ardèche (~ 1971 km2) and the Gardon (1810 km2) basins. After a sensitivity analysis, the model was simplified with 4 parameters and the uncertainty of the chain of process was analyzed: 1) Precipitation estimation; 2) Hydrological modeling; and 3) Rainfall - runoff estimation, by using the coefficient of variation of the simulated flow.It has been shown that KED is a method that provides the standard deviation of the precipitation estimation, which can be transformed into a stochastic estimation of the local error. In the chain of processes: 1) Uncertainty in precipitation estimation increases with decreasing spatio-temporal scale, and its effect is attenuated by hydrological modeling, probably due by storage and transport properties of the basin; 2) The uncertainty of hydrological modeling depends on the simplification of hydrological processes and not on the surface of the basin; 3) Uncertainty in rainfall - runoff treatment is the result of the amplified combination of precipitation and hydrologic modeling uncertainties
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Hawkes, Joshua Mahlon. "The Simulation and Study of Conditions Leading to Axial Offset Anomaly in Pressurized Water Reactors." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2004. http://hdl.handle.net/1853/7612.
Full textAbstract:
Axial offset anomaly (AOA) in pressurized water reactors (PWR) refers to deviation of the measured neutron flux in the top half of the core from the predicted values. Among other difficulties, AOA reduces the shutdown margin, and may force the plant to reduce power output. AOA is believed to be caused by three related phenomena occurring in the core while operating at full power: sub-cooled nucleate boiling concentrated mainly in the upper half of the core, corrosion product deposition on the cladding surface (crud), and the deposition of boron within the porous crud layer in regions of vigorous sub-cooled boiling.
This study replicates the conditions within the PWR primary coolant; specifically, the temperature, pressure, peak surface heat flux, coolant velocity and water chemistry are simulated in order to produce prototypical crud on an electrically heated Zircaloy-4 test element. At the conclusion of each test run, the heated Zircaloy-4 test element is rapidly isolated from the coolant in order to trap any soluble boron species that may be present in the crud layer. The results of this investigation indicate that prototypical crud with significant boron deposition can be produced. The deposited boron compound has been determined to be lithium tetraborate (Li2B4O7). Comparative experiments have been run to determine the effect of coolant pH, concentration and type of additives, and duration of exposure on the thickness of the crud deposit. The data obtained in this investigation can be used to validate mechanistic models for crud deposition and AOA in pressurized water reactors.
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Borrell, Valérie. "Vers une modélisation hydrologique adaptée à la prévision opérationnelle des crues éclair : application à de petits bassins versants du sud de la France." Toulouse, INPT, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000215/.
Full textAbstract:
Étude sur la prévision des crues dévastatrices engendrées par des aléas extrêmes et se situant principalement dans des régions méditerranéennes françaises, souvent qualifiées de crues "éclair". Une analyse des différents processus hydrologiques principalement responsables de la genèse et de la propagation de telles crues montre qu'une modélisation distribuée à base physique à l'échelle temporelle de la crue (moins de 2 jours) et à l'échelle spatiale de petits bassins versants méditerranéens (moins de 1000 km2) apparaît comme pertinente. Parmi les modèles déjà existants, TOPMODEL et HECHMS ont été mis en oeuvre. Les résultats obtenus ne sont pas pleinement satisfaisants, soit car ces modèles nécessitent des chroniques pluie, soit car la variabilité spatiale et les caractéristiques des processus physiques influents ne sont pas suffisamment prises en compte par ces modèles. Afin de pallier ces inconvénients, un modèle (MARINE pour Modélisation pour l'Anticipation du Ruissellement et des Inondations pour des évéNements Extrêmes) a été conçu dans le cadre de cette thèse. Il s'agit d'un modèle pluie-débit qui intègre l'imagerie satellitale et les pluies issues du RADAR météorologique et qui ne nécessite pas de longues chroniques pluie-débit pour son calage.
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Crable, Mary Theresa. "Evaluating Five Years of Soil Hydrologic Response Following the 2009 Lockheed Fire in the Coastal Santa Cruz Mountains of California." DigitalCommons@CalPoly, 2014. https://digitalcommons.calpoly.edu/theses/1344.
Full textAbstract:
The Lockheed Fire burned 31 km2 (7,660 acres) of the Scotts Creek watershed in August 2009. 4.5 km2 (1,100 acres) of California Polytechnic State University’s educational and research facility at Swanton Pacific Ranch. The burned region presented an opportunity for studying the hydrologic response of burned soils in the Santa Cruz Mountains where there is insufficient post-fire studies regarding fire-effects on watershed processes such as infiltration and near-surface runoff. Soil infiltration and soil water repellency were evaluated with rainfall simulations, Mini-disk Infiltrometer (MDI) and water drop penetration time tests (WDPT) at sites represented by variations in burn severity, soils, and vegetation types throughout the Scotts Creek watershed each year for 5 years following the burn. Mixed-effects modeling was utilized on the 3 datasets to evaluate if changes could be detected in infiltration rates and water repellency following the fire. Rainfall simulations and WDPT tests showed that the fire did not have a statistically-significant impact on infiltration rates or soil water repellency, whereas the MDI tests detected a statistically-significant impact on post-fire infiltration. While the MDI results showed that fire had a significant impact on the hydrologic response over time, questions arose regarding challenges associated with sampling suggesting the method may not be pursued on steep slopes with high surface rock fragments or in the presence of large soil macropores. It is recognized that additional understanding would be gained from having multiple replications at each site every year and tests could be conducted on a subwatershed scale to account for the naturally occurring variability of larger watersheds.
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Diallo, Djamal Moussa. "Modélisation mathématique et simulation numérique de l'hydrodynamique : cas des inondations en aval du barrage de Diama." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545770.
Full textAbstract:
Le delta du fleuve Sénégal est le théâtre de crues importantes, le plus souvent catastrophiques et la dernière en date a nécessité l'ouverture d'une brèche dans la Langue de Barbarie qui est une fine bande de sable séparant le delta du fleuve de la mer. Depuis, cette brèche ne cesse de s'agrandir sous l'action conjuguée des eaux du fleuve et de la mer. Modéliser ce phénomène d'élargissement nécessite de connaître à tout moment les caractéristiques de l'écoulement des eaux dans le delta, y compris en période de crue. Nous avons opté pour la réalisation de deux algorithmes de simulation. C'est ce travail que je présente ici. D'une part, nous considérons l'équation de Navier-Stokes tridimensionnelle et nous faisons l'hypothèse d'une faible épaisseur d'eau, ce qui est acceptable comparé aux dimensions du delta. Cette hypothèse nous permet de faire, en chaque point, une intégration selon la verticale pour obtenir une équation de Saint-Venant bidimensionnelle simplifiée dans un plan xoy sans les hypothèses approximatives (fond plat ou conditions aux limites trop généreuses dans l'un ou l'autre, qui ne reproduisent pas fidèlement le phénomène étudié). Cette équation ne nous permet d'obtenir les champs de vitesses et de pressions que dans un plan horizontal. Pour prendre en compte les apports extérieurs responsables d'une crue, nous introduisons une équation 1D de conservation de la masse d'eau. Le couplage entre l'équation de Saint-Venant 2D et l'équation de conservation 1D conduit à une modélisation (2D1/2 et non 3D) du phénomène étudié. D'autre part, la phase d'élargissement de la brèche résulte de la problématique fluide-structure, une intéraction entre un écoulement et une structure fortement déformable. Il s'agit d'un problème multi-physique reposant sur plusieurs équations d'état (Darcy, poroélastique ...) et impliquant divers couplages. Sous l'hypothèse que les déformations de la structure dues à l'hydrodynamique restent à l'échelle microscopique, nous obtenons des résultats analytiques et numériques de l'évolution de l'interface à long terme.
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Mareth, Taciana. "Mapeamento de processos e simulação como procedimentos de apoio à gestão de custos: uma aplicação para o processo de registros e matrículas da universidade de Cruz Alta." Universidade do Vale do Rio do Sinos, 2008. http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/2830.
Full textAbstract:
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O tema desta dissertação consiste em associar a gestão de custos com duas ferramentas de análise que são: mapeamento de processos e simulação. Neste sentido, o objetivo principal foi de verificar a contribuição do mapeamento de processos e da simulação como procedimentos de apoio à gestão de custos no processo de registros e matrículas da Universidade de Cruz Alta - UNICRUZ. Trata-se de um estudo aplicado e quantitativo, pois foram coletados dados, como por exemplo, taxa de atendimento e taxa de chegada, analisados estatisticamente e, posteriormente, foram construídos os modelos de simulação e dois cenários de cada modelo para a análise final. Ao final se comprova a contribuição do mapeamento de processos e da simulação como ferramenta de apoio à gestão de custos, na medida em que a metodologia utilizada contribuiu na melhoria da qualidade, no alinhamento dos processos e na gestão dos custos.
The theme of this dissertation consists of associating the costs management with two tools of analysis: processes mapping and simulation. In this sense, the main objective was to verify the contribution of the processes mapping and simulation as support procedures to the costs management on the registrations and enrollments of the Cruz Alta University – UNICRUZ. This was an applied and quantitative study once there was collection of data, such as service rate and students’ arrival rate, both analyzed under statistical procedures and later originated simulation models and two scenarios of each model for the final analysis. At the end of the study, it is proved the contribution of the process mapping and simulations as important support tools to the costs management, since the used methodology contributed in the improvement of the quality, in the alignment of the processes and in the costs management.
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Le, Bihan Guillaume. "Modèles hydrologiques régionaux pour la prévision distribuée des crues rapides : vers une estimation des impacts et des dommages potentiels." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016ECDN0011/document.
Full textAbstract:
Avec le développement des mesures de pluie à hautes résolutions spatiales et temporelles , l’utilisation de modèles hydrométéorologiques distribués est désormais envisagée pour anticiper les phénomènes de crue soudaine sur les petits bassins versants non jaugés. Toutefois les approches développées jusqu’ici se sont généralement concentrées sur l’évaluation des phénomènes hydrologiques, laissant de côté la question de leurs impacts, qui dépendent fortement de la configuration du terrain et des enjeux qui y sont présents. Ce travail de thèse a permis de développer et tester une méthode d’évaluation directe de ces impacts à partir des sorties d’un modèle pluie-débit sur un territoire limité. La démarche mise en oeuvre repose sur un travail préalable d’analyse du territoire permettant d’une part d’évaluer les emprises submergées dans une large gamme de débits par une approche hydraulique simplifiée, puis de construire des relations univoques débit-enjeux pour chaque bief de cours d’eau. Ces relations permettent de produire des cartes d‘enjeux potentiellement touchés ,pouvant être actualisées régulièrement en cours d’événement. Deux études des cas ont permis de réaliser une première évaluation des performances de cette approche, du point de vue de la qualité d’estimation des emprises inondées, et du point de vue des impacts estimés à l’échelle d’un événement grâce à la comparaison avec des données d’assurance. Finalement, ces travaux ont permis de confirmer le potentiel de la méthode, dont les performances semblent en adéquation avec l’objectif visé : obtenir rapidement une première hiérarchisation des impacts occasionnés par les crues soudaines à l’échelle d’un grand territoireWith the development of rainfall measurements at highspatial and temporal resolutions, the use of distributed hydrometeorological models is now considered to forecast flash floods on small and ungauged catchment areas. Current flashflood monitoring systems generally enable a real-time assessment of the potential flash-flood magnitudes. However they do not assess the potential impacts of flash-flood, which highly depends on the catchment areas configuration and on the importance of potentially affected assets. The purpose of this PhD research work was to develop and test a method which can be used to directly estimate the impacts of flash-floods, based on the outputs of a distributed rainfall-run off model. The approach is based on a prior analysis of the study area in order to assess the potential impact of different discharge levels on the flooded areas and to identify from geography database the associated buildings at risk. The aim is to build impact models on specific river reaches, using discharge versus impact graphs. The use of these impact models combined with a rainfall-run off model, has enabled us to compute maps of potential impacts, based on real time assessment of flood events updated every 15 minutes. This method was evaluated on two case studies looking at the accuracy and relevance of estimated impacts for each event – and comparing the outcomes to insurance losses data. This research work has helped to confirm the efficiency of this new combined method, which may become a useful tool to forecast large-scale effects of local impacts of flash-floods
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Steinmetz, David. "Représentation d'une huile dans des simulations mésoscopiques pour des applications EOR." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS521.
Full textAbstract:
Les techniques de récupération assistée du pétrole par voie chimique consistent à injecter dans un réservoir pétrolier une formulation contenant des tensioactifs. Cette formulation permet de réduire la tension interfaciale eau/brut et ainsi de libérer l’huile piégée dans les pores de la roche. Les outils de simulations peuvent nous aider à améliorer ces techniques en nous apportant des connaissances sur les phénomènes se déroulant aux échelles moléculaires et mésoscopiques. Des méthodes de simulation moléculaire à l’échelle mésoscopique, la Dissipative Particle Dynamics et le Monte Carlo gros-grains, ont été utilisées pour prédire la tension interfaciale. Une approche de paramétrisation des interactions entre les molécules a été développée sur des équilibres liquide-liquide. Cette approche a été validée pour reproduire la composition des phases denses et pour prédire la tension interfaciale. Une méthodologie de représentation d’un brut a été développée. Le brut est séparé en fonction du nombre d’atomes de carbone en deux coupes : C20- et C20+. Une méthode de regroupement a été appliquée à la coupe C20- et une approche de reconstruction stochastique a été utilisée sur la coupe C20+. Une représentation a été obtenue avec 13 molécules représentatives. Les simulations de ce brut modèle fournissent des valeurs de tension interfaciale en bon accord avec les données expérimentalesChemical enhanced oil recovery techniques consist of injecting into a petroleum reservoir an Alkaline/Surfactant/Polymer formulation. This formulation aims at mobilizing the oil trapped in the reservoir by reducing the water/crude oil interfacial tension. Molecular simulations are adapted to improve the efficiency of such a process by providing information about phenomena occurring at the molecular and mesoscopic levels. Mesoscopic simulation methods, Dissipative Particle Dynamics and coarse grained Monte Carlo, have been used to quantitatively predict the water/crude interfacial tension. An approach to parameterize interactions between entities has been developed using liquid-liquid ternary systems. This approach has been validated to reproduce compositions of bulk phases and to quantitatively predict the interfacial tension. A representation methodology of crude oil has been developed. The crude oil was divided according to the number of carbon atoms into two fractions: C20- and C20+. A lumping approach was applied to the C20- fraction and a stochastic reconstruction approach was employed on the C20+ fraction. A crude oil representation with only 13 representative molecules was so-obtained. Simulations of the parameterized crude oil model provides interfacial tension values that are in good agreement with available experimental data
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John, Yakubu M. "Kinetic modelling simulation and optimal operation of fluid catalytic cracking of crude oil: Hydrodynamic investigation of riser gas phase compressibility factor, kinetic parameter estimation strategy and optimal yields of propylene, diesel and gasoline in fluid catalytic cracking unit." Thesis, University of Bradford, 2018. http://hdl.handle.net/10454/17323.
Full textAbstract:
The Fluidized Catalytic Cracking (FCC) is known for its ability to convert refinery wastes into useful fuels such as gasoline, diesel and some lighter products such as ethylene and propylene, which are major building blocks for the polyethylene and polypropylene production. It is the most important unit of the refinery. However, changes in quality, nature of crude oil blends feedstock, environmental changes and the desire to obtain higher profitability, lead to many alternative operating conditions of the FCC riser.
There are two major reactors in the FCC unit: the riser and the regenerator. The production objective of the riser is the maximisation of gasoline and diesel, but it can also be used to maximise products like propylene, butylene etc. For the regenerator, it is for regeneration of spent or deactivated catalyst.
To realise these objectives, mathematical models of the riser, disengage-stripping section, cyclones and regenerator were adopted from the literature and modified, and then used on the gPROMS model builder platform to make a virtual form of the FCC unit. A new parameter estimation technique was developed in this research and used to estimate new kinetic parameters for a new six lumps kinetic model based on an industrial unit. Research outputs have resulted in the following major products’ yields: gasoline (plant; 47.31 wt% and simulation; 48.63 wt%) and diesel (plant; 18.57 wt% and simulation; 18.42 wt%) and this readily validates the new estimation methodology as well as the kinetic parameters estimated. The same methodology was used to estimate kinetic parameters for a new kinetic reaction scheme that considered propylene as a single lump. The yield of propylene was found to be 4.59 wt%, which is consistent with published data.
For the first time, a Z-factor correlation analysis was used in the riser simulation to improve the hydrodynamics. It was found that different Z factor correlations predicted different riser operating pressures (90 – 279 kPa) and temperatures as well as the riser products. The Z factor correlation of Heidaryan et al. (2010a) was found to represent the condition of the riser, and depending on the catalyst-to-oil ratio, this ranges from 1.06 at the inlet of the riser to 0.92 at the exit.
Optimisation was carried out to maximise gasoline, propylene in the riser and minimise CO2 in the regenerator. An increase of 4.51% gasoline, 8.93 wt.% increase in propylene as a single lump and 5.24 % reduction of carbon dioxide emission were achieved. Finally, varying the riser diameter was found to have very little effect on the yields of the riser products.
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Raisin, Jonathan. "Détermination d'un critère prédisant l'efficacité du procédé d'électrocoalescance sur la destabilisation d'émulsions eau-pétrole brut." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00684414.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'utilisation de champs électriques pour faciliter l'élimination de l'eau coproduite avec le pétrole brut, sous la forme d'émulsions stables, lors des étapes d'extraction et de dessalement. Ce procédé, connu sous le nom d'électrocoalescence, s'appuie sur la capacité qu'ont les forces électrostatiques à promouvoir l'attraction et la coalescence de gouttelettes d'eau proches afin d'en augmenter la taille et ainsi d'en accélérer la sédimentation par gravité. Bien que les premières observations expérimentales datent déjà d'un siècle, de nombreuses zones d'ombres subsistent, notamment en ce qui concerne l'optimisation de l'efficacité des électrocoalesceurs de dernière génération. Dans ce contexte, une démarche, combinant simulation numérique multi-physique et expérimentation, a été mise en place pour étudier les phénomènes de mouvement, de déformation et d'instabilité d'interfaces eau-huile induit par la présence d'un champ électrique. La contribution la plus marquante concerne la modélisation et l'analyse de l'effet des forces électrostatiques sur le mécanisme d'amincissement du film d'huile séparant les gouttes. Les résultats numériques mettent en évidence la singularité du problème et l'inadaptabilité des modèles théoriques de lubrification classiquement adoptés pour représenter la coalescence dans les écoulements diphasiques. Une nouvelle expression asymptotique pour le calcul du temps de drainage entre les gouttelettes de l'émulsion est proposée et utilisée pour déduire un critère prédisant la probabilité d'électrocoalescence lors d'une collision dans un écoulement cisaillé. En parallèle, un dispositif sophistiqué, permettant de reproduire expérimentalement le phénomène et d'améliorer la représentativité du critère, a été construit. Enfin, en réponse à un point bloquant décelé lors de la phase de conception de ce dernier, une technique innovante d'injection à la demande de gouttes conductrices non chargées dans un liquide visqueux isolant, utilisant des impulsions électrostatiques, a été développé.
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Jarullah, Aysar Talib. "Kinetic Modelling Simulation and Optimal Operation of Trickle Bed Reactor for Hydrotreating of Crude Oil. Kinetic Parameters Estimation of Hydrotreating Reactions in Trickle Bed Reactor (TBR) via Pilot Plant Experiments; Optimal Design and Operation of an Industrial TBR with Heat Integration and Economic Evaluation." Thesis, University of Bradford, 2011. http://hdl.handle.net/10454/5363.
Full textAbstract:
Catalytic hydrotreating (HDT) is a mature process technology practiced in the
petroleum refining industries to treat oil fractions for the removal of impurities (such as
sulfur, nitrogen, metals, asphaltene). Hydrotreating of whole crude oil is a new
technology and is regarded as one of the more difficult tasks that have not been reported
widely in the literature. In order to obtain useful models for the HDT process that can
be confidently applied to reactor design, operation and control, the accurate estimation
of kinetic parameters of the relevant reaction scheme are required. This thesis aims to
develop a crude oil hydrotreating process (based on hydrotreating of whole crude oil
followed by distillation) with high efficiency, selectivity and minimum energy
consumption via pilot plant experiments, mathematical modelling and optimization.
To estimate the kinetic parameters and to validate the kinetic models under different
operating conditions, a set of experiments were carried out in a continuous flow
isothermal trickle bed reactor using crude oil as a feedstock and commercial cobaltmolybdenum
on alumina (Co-Mo/¿-Al2O3) as a catalyst. The reactor temperature was
varied from 335°C to 400°C, the hydrogen pressure from 4 to10 MPa and the liquid
hourly space velocity (LHSV) from 0.5 to 1.5 hr-1, keeping constant hydrogen to oil
ratio (H2/Oil) at 250 L/L. The main hydrotreating reactions were hydrodesulfurization
(HDS), hydrodenitrogenation (HDN), hydrodeasphaltenization (HDAs) and
hydrodemetallization (HDM) that includes hydrodevanadization (HDV) and
hydrodenickelation (HDNi).
An optimization technique is used to evaluate the best kinetic models of a trickle-bed
reactor (TBR) process utilized for HDS, HDAs, HDN, HDV and HDNi of crude oil
based on pilot plant experiments. The minimization of the sum of the squared errors
(SSE) between the experimental and estimated concentrations of sulfur (S), nitrogen
(N), asphaltene (Asph), vanadium (V) and nickel (Ni) compounds in the products, is
used as an objective function in the optimization problem using two approaches (linear
(LN) and non-linear (NLN) regression).
The growing demand for high-quality middle distillates is increasing worldwide
whereas the demand for low-value oil products, such as heavy oils and residues, is
decreasing. Thus, maximizing the production of more liquid distillates of very high
quality is of immediate interest to refiners. At the same time, environmental legislation
has led to more strict specifications of petroleum derivatives. Crude oil hydrotreatment
enhances the productivity of distillate fractions due to chemical reactions. The
hydrotreated crude oil was distilled into the following fractions (using distillation pilot
plant unit): light naphtha (L.N), heavy naphtha (H.N), heavy kerosene (H.K), light gas
oil (L.G.O) and reduced crude residue (R.C.R) in order to compare the yield of these
fractions produced by distillation after the HDT process with those produced by
conventional methods (i.e. HDT of each fraction separately after the distillation). The
yield of middle distillate showed greater yield compared to the middle distillate
produced by conventional methods in addition to improve the properties of R.C.R.
Kinetic models that enhance oil distillates productivity are also proposed based on the
experimental data obtained in a pilot plant at different operation conditions using the
discrete kinetic lumping approach. The kinetic models of crude oil hydrotreating are
assumed to include five lumps: gases (G), naphtha (N), heavy kerosene (H.K), light gas
oil (L.G.O) and reduced crude residue (R.C.R). For all experiments, the sum of the
squared errors (SSE) between the experimental product compositions and predicted
values of compositions is minimized using optimization technique.
The kinetic models developed are then used to describe and analyse the behaviour of an
industrial trickle bed reactor (TBR) used for crude oil hydrotreating with the optimal
quench system based on experiments in order to evaluate the viability of large-scale
processing of crude oil hydrotreating. The optimal distribution of the catalyst bed (in
terms of optimal reactor length to diameter) with the best quench position and quench
rate are investigated, based upon the total annual cost.
The energy consumption is very important for reducing environmental impact and
maximizing the profitability of operation. Since high temperatures are employed in
hydrotreating (HDT) processes, hot effluents can be used to heat other cold process
streams. It is noticed that the energy consumption and recovery issues may be ignored
for pilot plant experiments while these energies could not be ignored for large scale
operations. Here, the heat integration of the HDT process during hydrotreating of crude
oil in trickle bed reactor is addressed in order to recover most of the external energy.
Experimental information obtained from a pilot scale, kinetics and reactor modelling
tools, and commercial process data, are employed for the heat integration process
model. The optimization problem is formulated to optimize some of the design and
operating parameters of integrated process, and minimizing the overall annual cost is
used as an objective function.
The economic analysis of the continuous whole industrial refining process that involves
the developed hydrotreating (integrated hydrotreating process) unit with the other
complementary units (until the units that used to produce middle distillate fractions) is
also presented.
In all cases considered in this study, the gPROMS (general PROcess Modelling
System) package has been used for modelling, simulation and parameter estimation via
optimization process.Tikrit University, Iraq
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Eleutério, Julian. "Flood risk analysis : impact of uncertainty in hazard modelling and vulnerability assessments on damage estimations." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAB014/document.
Full textAbstract:
Cette thèse aide à approfondir les connaissances sur les différentes sources d’incertitude dans l’évaluation économique du risque inondation. Elle explore plusieurs disciplines afin d’analyser l’impact des stratégies utilisées pour modéliser l’aléa inondation et la vulnérabilité d’un territoire, sur l’évaluation des dommages potentiels. On a mesuré la variabilité des estimations en fonction des bases de données, modèles, méthodes et échelles considérés pour : analyser la probabilité des inondations (hydrologie) ; modéliser et cartographier l’aléa inondation (hydraulique) ; caractériser la vulnérabilité des enjeux et leur susceptibilité à subir des dommages (génie civil, géographie et économie de l’environnement). Les analyses et méthodes développées devront appuyer la prise en compte d’incertitudes, la détermination de priorités et l’optimisation de la distribution des ressources entre les différents modules de l’évaluation. Afin d’explorer un degré de complexité supplémentaire d’analyse de risque, nous avons développé une méthode d’analyse de la vulnérabilité systémique des réseaux d’infrastructure en lien avec leur résilienceThis thesis aims at exploring different sources of uncertainty related to the economic analysis of the flood risk. It embraces several fields of knowledge in order to determine how the selection of strategies used to model flood hazard and assess the vulnerability of a territory may affect damage potential estimations. We measured the variability of damage estimations as a function of the datasets, methods, models and scales considered to: analyse the probability of floods (hydrology); model and map flood hazard (hydraulics); assess the vulnerability and susceptibility of properties to floods (civil engineering, geography and environmental economics). The methods and analyses developed here should bring support for practitioners in the investigation of uncertainties, determination of evaluation priorities and optimisation of the distribution of resources between the different modules of the evaluation process. In order to explore a second level of complexity of flood risk evaluations, we developed a method for analysing the systemic vulnerability of infrastructure networks, in relation with their resilience
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Penot, David. "Cartographie des événements hydrologiques extrêmes et estimation SCHADEX en sites non jaugés." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU022/document.
Full textAbstract:
Depuis 2006, à EDF, les études de crues extrêmes sont réalisées avec la méthode SCHADEX (Simulation Climato-Hydrologique pour l'Appréciation des Débits EXtrêmes). Elle s'appuie sur un modèle probabiliste MEWP (distribution saisonnière utilisant une classification par type de temps) pour décrire l'aléa pluie et sur une simulation stochastique croisant l'aléa pluie et l'aléa de saturation du bassin. Les approches par simulation, type SCHADEX, ont montré de bonnes performances pour estimer les distributions de crues extrêmes (projet ANR ExtraFlo , 2013). Cependant, l'utilisation de SCHADEX en l'absence de données (pluie, température, débit) sur le bassin à étudier reste problématique. Cette thèse propose une adaptation de la méthode en site non jaugé en essayant de conserver ses points forts, à savoir: - une structuration spatiale et probabiliste des précipitations conditionnée par les types de temps. - un croisement des aléas pluie et saturation du bassin par simulation stochastique. Ce travail s'est limité au pas de temps journalier afin d'aborder la problématique de régionalisation avec un maximum de données. La démarche s'est alors articulée autour de quatre grands axes: - proposer une méthode de régionalisation des précipitations journalières extrêmes ponctuelles et construire des cartes de pluies aux temps de retour remarquables. Évaluer l'intérêt d'une classification par type de temps pour la régionalisation des distributions de pluies extrêmes et qualifier l'interpolateur de pluie SPAZM pour l'estimation des pluies extrêmes. - s'intéresser à la construction de pluies de bassin (ou pluies spatiales) et en particulier à l'impact des choix de construction de cette pluie sur l'estimation des précipitations extrêmes concernant le bassin. - développer une méthode de simulation stochastique régionale permettant de proposer une distribution de débits journaliers issue d'un croisement des aléas pluies et saturation du bassin. - étudier le passage de la distribution des débits journaliers à la distribution des débits de pointe. Les principaux apports de cette thèse sont les suivants: - la prise en compte des types de temps permet d'améliorer la description des structures spatiales des précipitations extrêmes. - l'information apportée par les pluies SPAZM se révèle être précieuse pour l'estimation des pluies extrêmes en site non jaugé. - une étude de sensibilité du calcul de la pluie spatiale en fonction du nombre de postes utilisés (comparaison des pluies SPAZM et Thiessen) donne une indication sur le biais d'estimation. - le générateur de champs de pluie par bandes tournantes SAMPO permet d'étudier l'abattement sur les précipitations extrêmes et de mettre en place un modèle de correction pour les quantiles élevés des pluies spatiales SPAZM. - une nouvelle méthode de simulation stochastique peu paramétrée mais analogue à la méthode SCHADEX (croisement d'un aléa pluie et d'un aléa de saturation du bassin pour produire une distribution des débits journaliers) est proposée pour l'estimation en site non jaugé. - enfin, un travail préliminaire donne des premiers éléments sur le passage à la distribution des débits de pointe par un générateur d'hydrogrammes s'adaptant à la séquence des débits journaliers simulés. Tous ces développements et conclusions sont détaillés et justifiés dans le mémoire de thèseSince 2006, at EDF, extreme flood estimations are computed with the SCHADEX method (Climatic-hydrological simulation of extreme floods). This method relies on a MEWP probabilistic model (seasonal rainfall distribution using a weather pattern concept) and on a stochastic simulation to cross rainy events hazard and catchment saturation states. Simulation approaches, as SCHADEX, have shown good performances to estimate extreme flood distributions. However, the use of SCHADEX method without data for a considered catchment (rain, temperature, runoff) remains a main issue. This thesis suggests an adaptation of the method in ungauged context, trying to keep the key points of the SCHADEX method: - spatial and probabilistic structure of rainfall conditioned by weather patterns. - a cross of rainfall and catchment saturation hazards by stochastic simulation. This work is limited to a daily step to address the issue of regionalization with a maximum of data. The approach is then structured around four main points: - regionalize punctual daily extreme precipitations and construct maps of return period rainfalls. Evaluate the contribution of a weather type classification for the regionalization of extreme rainfall distributions and qualify the SPAZM interpolator for the estimation of extreme rainfall. - wonder about the construction of an areal rainfall and in particular about the impact of its construction choices on the estimation of extreme precipitations. - develop a regional stochastic simulation method to estimate a distribution of daily runoffs which crosses rainy events and catchment saturation hazards. - study the transposition from a daily runoff distribution to a peak flow distribution. The main contributions of this thesis are: - taking into account the weather types improves the description of spatial patterns of extreme precipitations. - information provided by the SPAZM rainfall interpolator proves to be valuable for the estimation of extreme rainfall in ungauged site. - a sensitivity analysis of the calculation of the areal rainfall based on the number of stations used (comparison SPAZM and Thiessen areal rainfalls) gives an indication of the estimation bias. - the SAMPO rainfall generator used to study the areal reduction factor of extreme precipitation and implement a correction model for high quantiles of SPAZM areal rainfall. - a simplified method of stochastic simulation similar to SCHADEX method (cross between a rainfall hazard and a catchment saturation hazard) is developed to produce a distribution of daily flows in ungauged site. - finally, preliminary work provides a way for the transition to the peak flow distribution using a hydrograph generator adapted to the sequence of daily simulated runoffs. All these developments and conclusions are detailed and justified in the thesis.STAR
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Eleutério, Julian. "Analyse du risque inondation : l'impact d'incertitudes dans les modélisations de l'aléa et de la vulnérabilité des enjeux sur les estimations de dommages." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821011.
Full textAbstract:
Cette thèse aide à approfondir les connaissances sur les différentes sources d'incertitude dans l'évaluation économique du risque inondation. Elle explore plusieurs disciplines afin d'analyser l'impact des stratégies utilisées pour modéliser l'aléa inondation et la vulnérabilité d'un territoire, sur l'évaluation des dommages potentiels. On a mesuré la variabilité des estimations en fonction des bases de données, modèles, méthodes et échelles considérés pour : analyser la probabilité des inondations (hydrologie) ; modéliser et cartographier l'aléa inondation (hydraulique) ; caractériser la vulnérabilité des enjeux et leur susceptibilité à subir des dommages (génie civil, géographie et économie de l'environnement). Les analyses et méthodes développées devront appuyer la prise en compte d'incertitudes, la détermination de priorités et l'optimisation de la distribution des ressources entre les différents modules de l'évaluation. Afin d'explorer un degré de complexité supplémentaire d'analyse de risque, nous avons développé une méthode d'analyse de la vulnérabilité systémique des réseaux d'infrastructure en lien avec leur résilience.
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Plá, María Marcos. "Evaluación del comportamiento de carteras con gestión automatizada comparada con los rendimientos de carteras aleatorias y fondos de inversión." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2014. http://hdl.handle.net/10251/38987.
Full textAbstract:
Este trabajo se plantea la cuestión que millones de inversores se han planteado en algún momento: ¿cuál es la mejor opción para sus ahorros, fondos de inversión, inversión aleatoria o estrategias de análisis técnico?
Para este propósito se describen en primer lugar las normas que regulan a las instituciones de inversión colectiva (IIC) en España, distinguiendo entre los diferentes tipos de fondos en cuanto a su forma legal.
A continuación se repasan las teorías sobre eficiencia en los mercados financieros. Estas teorías se enlazan con los estilos de gestión; gestión pasiva para aquellos ortodoxos que defienden la eficiencia fuerte y gestión activa para los gestores que no toman la eficiencia como un dogma. Estos últimos creen en las anomalías de mercado y recurren a estrategias basadas en fundamentos contables (estimación de beneficios, ventas, etc.). Esta primera parte concluye con una evaluación del rendimiento de los fondos españoles según su estilo de inversión. Puesto que esta no es del todo favorable para las gestoras se intentan aportar motivos por los cuales los fondos siguen disfrutando de amplia aceptación.
La segunda parte del trabajo describe la metodología empleada para estudiar el comportamiento de una cartera de inversión gestionada mediante estrategias de análisis técnico. Con este fin ha sido necesario desarrollar un software capaz de realizar la gestión de carteras y que se alimenta de cotizaciones históricas desde 1/2003 hasta 1/2012. Los datos se separan en dos estudios paralelos, uno para Europa y el otro para EE.UU con el objetivo de analizar diferencias y semejanzas. El programa permite el control completo sobre la cartera, gestión de liquidez, stop-loss, etc.; y nos abastece al mismo tiempo de una gran cantidad de información estadística. La particularidad del software es la capacidad de poder variar los parámetros de las estrategias mediante barrido, obteniendo así no solamente una única simulación sino una población de simulaciones referidas a una estrategia.
En la tercera parte se recurre a este conjunto de simulaciones a las que denominaremos estudios y están compuestas por varios millones de operaciones de compra y venta. Estos estudios se aproximan a funciones normales que describen la esperanza de rentabilidades que tendría un inversor que decidiera participar en el mercado siguiendo alguna de las estrategias descritas. Para poder comparar el comportamiento de las estrategias técnicas se utilizan diferentes métodos aleatorios que pretenden simular una operativa al azar. Por último se confrontan los tres métodos de inversión: fondos, análisis técnico y aleatorio; comparados con los índices de referencia correspondientes.Plá María, M. (2014). Evaluación del comportamiento de carteras con gestión automatizada comparada con los rendimientos de carteras aleatorias y fondos de inversión [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38987
TESIS
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Pequeno, Diego Noleto Luz. "Agronomic performance and adaptation of the CROPGRO - Perennial Forage Model to predict growth of three tropical forage grasses under irrigated and rainfed conditions." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11139/tde-21032014-151530/.
Full textAbstract:
Grasses of the genera Brachiaria and Cynodon are some of the most important pasture introductions in Brazil. Convert HD 364 brachiariagrass, a new Brachiaria hybrid, was released as an option for a broad range of environmental conditions, high nutritive value and forage production. Forage-based livestock systems are complex and interactions among animals, plants, and the environment exist at several levels of complexity, which can be evaluated using computer modeling. Herbage accumulation, crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), in vitro organic matter digestibility (IVOMD), plant-part composition, leaf photosynthesis, leaf area index (LAI), and light interception (LI) were evaluated as affected by two harvest frequency (28 and 42-days), irrigated and rainfed in a clipping study from April 2011 to April 2013, contrasting Convert HD 364® brachiariagrass (Brachiaria hybrid CIAT 36061), Marandu palisadegrass {Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R. D. Webster [syn. Urochloa brizantha (A. Rich.) Stapf]; CIAT 6297}, and Tifton 85 bermudagrass (Cynodon spp.). The experimental design for both the irrigated and the rainfed trials was a randomized complete block with four replications. Convert HD 364 had similar or higher annual herbage accumulation, seasonal yield and herbage accumulation rate than Marandu and Tifton 85, (15% more herbage accumulation than Marandu and 12% more than Tifton 85 when irrigated and when harvested at shorter regrowth intervals). Convert HD 364 had good seasonal distribution of total annual herbage produced and accumulates about 30% of the total herbage mass during the cool season in Piracicaba, similar to Marandu. Tifton 85 produced around 20% of its average annual yield during dry season. Tifton 85 forage had higher CP concentration than the other two grasses when harvested at shorter intervals and when irrigated. The NDF concentration in Convert HD 364 was lower than in the other grasses regardless of irrigation treatment, harvest frequency, and season of the year, resulting in high IVOMD (more than 650 g kg-1), similar to that of Marandu. Regard to CROPGRO calibration, in general the model performance was good for the three grasses. Leaf and stem weight simulations were improved, due to increase partitioning to stem for low harvest frequencies. The LAI and LI were well performed by the model, showing increase for lower harvest frequency, with exception to Tifton 85. Under rainfed conditions, the simulations using the Penman-Monteith-FAO 56 method gave more realistic water stress responses than using the Priestley and Taylor method. Calibration results suggest that the CROPGRO - Perennial Forage Model can be used to adequately simulate growth of Marandu, Convert HD 364, and Tifton 85 under irrigated and rainfed conditions, being able to simulate different harvest frequency managements.As gramíneas do gênero Brachiaria e Cynodon são algumas das pastagens cultivadas introduzidas no Brasil de maior importância. Convert HD 364, um novo híbrido de Brachiaria, foi lançado como uma opção para uso numa ampla gama de condições ambientais, com alto valor nutritivo e produção de forragem. Sistemas pecuários em pastagens são complexos e as interações entre os animais, as plantas e o meio ambiente existem em vários níveis de complexidade, que podem ser avaliados utilizando modelagem computacional. Acúmulo de forragem, proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN), digestibilidade in vitro da matéria orgânica (DIVMO), a composição morfológica da planta, fotossíntese foliar, índice de área foliar (IAF) e interceptação luminosa (IL) foram avaliados em resposta à duas frequências de colheita (28 e 42 dias), irrigada e não irrigada, em um estudo com parcelas colhidas mecanicamente a partir de abril de 2011 até abril de 2013, contrastando os capins Convert HD 364® (Brachiaria híbrida CIAT 36061), Marandu {Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) RD Webster [syn. Urochloa brizantha (A. Rich.) Stapf]; CIAT 6297} e Tifton 85 (Cynodon spp.). O delineamento experimental utilizado tanto para o irrigado quanto para o não irrigado foi de blocos casualizados, com quatro repetições. Convert HD 364 teve acúmulo de forragem anual, produção sazonal de forragem e taxa de acúmulo de forragem semelhante ou superior ao Marandu e Tifton 85, (acúmulo de forragem 15% maior do que Marandu e 12% maior do que o Tifton 85, quando irrigado e colhido em intervalos de rebrotação mais curtos). Convert HD 364 teve boa distribuição sazonal de forragem total do ano, produzindo cerca de 30% da massa total de forragem durante a estação fria, em Piracicaba, semelhante ao Marandu. Tifton 85 produziu cerca de 20% do seu rendimento médio anual durante a estação fria. Tifton 85 teve PB maior do que as outras duas gramíneas, quando colhidas em intervalos mais curtos e quando irrigadas. A concentração de FDN em Convert HD 364 foi menor do que nas outras gramíneas, independentemente da irrigação, da frequência de colheita e das estações do ano, resultando em alta DIVMO (mais de 650 g kg-1), semelhante à do capim Marandu. Em relação à calibração do CROPGRO, em geral, o desempenho do modelo foi bom para as três gramíneas. Simulações de massa de folha e colmo foram melhoradas para os capins, devido ao aumento na partição de assimilados direcionados para colmo em condição de baixa freqüência de colheita. O IAF e IL foram bem simulados pelo modelo, mostrando aumento com a diminuição da freqüência de colheita, com exceção do Tifton 85. Em condição não irrigada, as simulações utilizando o método de Penman -Monteith - FAO 56 deram respostas mais realistas de estresse hídrico do que usando o método de Priestley e Taylor. Os resultados da calibração sugerem que o modelo CROPGRO - forragem perene pode ser usado para simular adequadamente o crescimento de Marandu, Convert HD 364 e Tifton 85 sob condições irrigadas e não irrigada, sendo capaz de simular diferentes manejos de frequência de desfolhação.
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Yang, Xiaoliu. "Mise au point d'une méthode d'utilisation d'un modèle pluie-débit conceptuel pour la prévision des crues en temps réel." Phd thesis, 1993. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00574117.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif de construire une méthodologie pour l'utilisation en prévision des crues d'un modèle pluie-débit conceptuel. Le modèle retenu pour cette étude est le modèle GR3J. Le premier problème a été de vérifier que le modèle GR3J peut être appliqué à un pas de temps nettement plus court que 24 heures. Ensuite on a analysé les paramètres: surface de réponse, sensibilité et variabilité. Ces analyses ont suggéré une méthodologie pour la prévision des crues que l'on peut caractériser par: 1) ajustement rétroactif des paramètres avec raccordement au fonctionnement en continu du modèle, 2) fonction objectif d'ajustement comportant les deux dernières erreurs et les déviations des paramètres et 3) ajustement conjoint des paramètres et des niveaux des réservoirs pour garantir la continuité des débits. Cette méthodologie a été illustrée sur deux bassins versants expérimentaux français.
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Jarullah, A. T., Iqbal M. Mujtaba, and Alastair S. Wood. "Detoxification of crude oil." 2017. http://hdl.handle.net/10454/14621.
Full textAbstract:
NoPetroleum contributes significantly to our lives and will continue do so for many years to come. Petroleum derivatives supply more than 50% of the world's total supply of energy (Jarullah, 2011). Traditionally crude oil goes though fractional distillation to produce different grades of fuel such as gasoline, kerosene, diesel oil, etc. providing fuel for automobiles, tractors, trucks, aircraft, and ships. Catalytic hydrotreating (HDT) is used to detoxify the oil fractions produced by fractional distillation in the petroleum refining industries which involve removal of pollutants such as sulfur, nitrogen, metals, and asphaltene in trickle bed reactors. Recently Jarullah and co-workers proposed detoxification of whole crude oil a priori before the crude oil enters further processing in a fractionating column. This chapter highlights this new technology.
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Rahmanian, Nejat, D. Y. Aqar, Dainure M. F. Bin, and Iqbal M. Mujtaba. "Process simulation and assessment of crude oil stabilization unit." 2018. http://hdl.handle.net/10454/16518.
Full textAbstract:
YesCrude oil is an unrefined petroleum composed of wide range of hydrocarbon up to n‐C40+. However, there are also a percentage of light hydrocarbon components present in the mixture. Therefore, to avoid their flashing for safe storage and transportation, the live crude needs to be stabilized beforehand. This paper aims to find the suitable operating conditions to stabilize an incoming live crude feed to maximum true vapor pressure (TVPs) of 12 psia (82.7 kPa) at Terengganu Crude Oil Terminal, Malaysia. The simulation of the process has been conducted by using Aspen HYSYS. The obtained results illustrate that the simulation data are in good agreement with the plant data and in particular for the heavier hydrocarbons. For the lighter components, the simulation results overpredict the plant data, whereas for the heavier components, this trend is reversed. It was found that at the outlet temperature (85–90°C) of hot oil to crude heat exchanger (HX‐220X), the high‐pressure separator (V‐220 A/B) and the low‐pressure separator (V‐230 A/B) had operating pressures of (400–592 kPa) and (165–186 kPa), respectively, and the live crude was successfully stabilized to a TVP of less than 12 psia. The impact of main variables, that is, inlet feed properties, three‐phase separators operating pressure, and preheater train's performance on the product TVP, are also studied. Based on the scenarios analyzed, it can be concluded that the actual water volume (kbbl/day) has greater impact on the heat exchanger's duty; thus, incoming free water to Terengganu Crude Oil Terminal should be less than 19.5 kbbl/day (9.1 vol%) at the normal incoming crude oil flow rate of 195 (kbbl/day).