Tesis sobre el tema "CALPHAD (méthode de calcul)"
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Croze, Théo. "Thermochimie haute température des produits de fission platinoïdes (Pd, Rh, Ru) en interaction avec l'uranium ou le molybdène". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDSMRE/2023/2023ULILR064.pdf.
Texto completoResumen
La fission des combustibles nucléaires UO2 ou (U,Pu)O2 entraine la formation de nombreux produits de fission. En particulier, le molybdène, le palladium, le rhodium, le ruthénium et le technétium sont connus pour former des phases métalliques qui précipitent dans les céramiques combustibles. Tout au long du cycle, ces phases modifient les propriétés thermiques, mécaniques et physico-chimiques du combustible. Ces éléments participent à la corrosion de la gaine et forment des insolubles qui perturbent les procédés de vitrification des déchets de Haute Activité à Vie Longue. Dans certains scénario incidentels, ces produits de fission métalliques peuvent aussi interagir avec l'uranium et/ou le plutonium du combustible pour former des intermétalliques.L'objectif des travaux de la thèse est d'améliorer la description thermodynamique des systèmes Mo Pd Rh Ru ainsi que Pd Rh Ru U, par application du formalisme CalPhaD, méthode qui associe la collecte de données thermodynamiques fondamentales avec la modélisation de l'énergie de Gibbs pour l'intégralité du système.Ainsi, la sélection des données d'entrée s'est appuyée sur les résultats d'une revue critique de la littérature permettant en outre d'identifier les principaux manques et doutes. Ensuite, la majorité des systèmes binaires Mo-platinoïdes et U-platinoïdes ont été étudiés à l'aide d'analyses métallographiques et d'analyses thermiques réalisées sur des échantillons recuits ou bruts de fusion. Ces nouveaux résultats ont permis de confirmer les principales réactions invariantes mais ont aussi mis en évidence la formation de nouveaux intermétalliques résultant pour certains de la mise en ordre de solutions solides. Des équilibres de phases ont ainsi été mesurés pour la première fois dans les ternaires Pd-Ru-U et Rh-Ru-U La difficulté de parfaitement caractériser ces systèmes à empêcher l'optimisation thermodynamique du système Pd Rh-Ru-U. Néanmoins, ces nouveaux résultats pourront servir une future réévaluation du système.Les résultats des systèmes Mo-platinoïdes ont permis une réévaluation des binaires Mo Pd, Mo Rh et Mo Ru, ainsi que des ternaires associés. Une nouvelle description complète du modèle Mo Pd Rh Ru est présentée dans ce manuscrit. Le formalisme simple de ce modèle le rend compatible avec de nombreuses bases de données thermodynamiques développées pour décrire la thermochimie du combustible nucléaire irradié ainsi que celles dédiées aux procédés de l'aval du cycleThe fission reaction of oxide nuclear fuel: UO2 or MOx ((U,Pu)O2) leads to the formation of fission products. Specifically, molybdenum, palladium, rhodium ruthenium and technetium are known to form metallic phases that precipitate in the fuel matrix. Throughout the nuclear fuel cycle, these phases modify the mechanical and chemical properties of the fuel. They take part in the cladding corrosion and precipitate as non-soluble particles in the fluorite matrix hindering both dissolution process of spent fuel and vitrification process for waste disposal. In some incidental events, these fission products can also interact with uranium and/or plutonium to form intermetallic phases.The goal of the present work is to improve the thermodynamic description of Mo-Pd-Rh-Ru and Pd Rh Ru U systems using the CalPhaD formalism, which combine thermodynamic data (from experiments or first principle calculations) as input with modelling based on the minimization of the internal Gibbs energy of the whole system.The selection of input data was based on a literature survey which also identified the main weaknesses and doubts. Next, the majority of these Mo-platinoid and U-platinoid binary systems were studied using metallographic and thermal analyses carried out on annealed and as-cast samples. These new results confirmed the main invariant reactions, but also highlighted the formation of new intermetallics, some resulting from the ordering of solid solutions. Phase equilibria were also assessed for the first time in the Pd-Ru-U and Rh-Ru-U ternaries. The difficulty of perfectly characterizing these transformations prevented a new assessment of the Pd-Rh-Ru-U system. Nevertheless, these new results may be useful for future optimization of the system. The results of the Mo-platinoid systems have enabled a re-optimization of the Mo Pd, Mo Rh and Mo Ru binaries, as well as the associated ternaries. A complete new description of the Mo Pd Rh Ru system is presented in this manuscript. The efficient formalism of this model makes it compatible with numerous thermodynamic databases developed to describe the thermochemistry of irradiated nuclear fuel, as well as those of backend processes
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Cardon, Clément. "Modélisation de la diffusion multi-composants dans un bain de corium diphasique oxyde-métal par une méthode d'interface diffuse". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX096/document.
Texto completoResumen
Ce travail de thèse porte sur la modélisation de la cinétique de stratification des phases liquides oxyde et métallique dans un bain de corium (système U-O-Zr-acier) du point de vue de la diffusion multi-composants et multiphasique. Cette démarche de recherche s’inscrit dans le cadre du développement d’une modélisation « fine » du comportement d’un bain de corium basée sur une approche CFD (« Computational Fluid Dynamics ») de la thermo-hydraulique. Elle vise à améliorer la compréhension des phénomènes mis en jeu et construire des lois de fermetures adéquates pour des modèles macroscopiques intégraux.Pour ce faire, la méthode du champ de phase couplée avec une fonctionnelle d’énergie utilisant la méthode CALPHAD se révèle être un outil pertinent.Dans une première partie, nous nous sommes intéressés au système binaire U-O. Nous avons développé un modèle à interface diffuse (basé sur une équation de Cahn-Hilliard) pour décrire la diffusion dans ce système. Nous avons procédé à la mise en place du couplage entre ce modèle et une base de données thermodynamiques CALPHAD, ainsi qu’au paramétrage d’un tel modèle avec en particulier une procédure d’élargissement de l’interface.Ensuite, dans le cadre d’une modélisation sur le système ternaire U-O-Zr nous avons proposé une généralisation du modèle à interface diffuse par le biais d’une hypothèse d’équilibre local des mécanismes d’oxydo-réduction. Nous avons porté une attention particulière à l’analyse de ce modèle par le biais de simulations numériques 1D en nous intéressant notamment à l’état stationnaire et aux profils de composition obtenus.Finalement, nous avons montré l’application de ce modèle au système U-O-Zr-Fe. Pour cela, nous avons considéré une configuration similaire aux essais expérimentaux à « petite échelle » relatifs à l’étude de la stratification d’un bain oxyde-métalThis Ph.D. topic is focused on the modelling of stratification kinetics for an oxide-metal corium pool (U-O-Zr-steel system) in terms of multicomponent and multiphase diffusion. This work is part of a larger research effort for the development of a detailed corium pool modelling based on a CFD approach (“Computational Fluid Dynamics”) for thermal-hydraulics. The overall goal is to improve the understanding of the involved phenomena and obtain closure laws for integral macroscopic models.The phase-field method coupled with an energy functional using the CALPHAD method appears to be relevant for this purpose.In a first part, this works has been focused on the U-O binary system. We have developed a diffuse interface model (based on a Cahn-Hilliard equation) in order to describe the diffusion process in this system. This model has been coupled with a CALPHAD thermodynamic database and its parameterization has been developed with, in particular, an upscaling procedure related to the interface thickness.Then, within the framework of a modelling for the U-O-Zr ternary system, we have proposed a generalization of the diffuse interface model through an assumption of local equilibrium for redox mechanisms. A particular attention was paid to the model analysis by 1D numerical simulations with a special focus on the steady state composition profiles.Finally we have applied this model to the U-O-Zr-Fe system. For that purpose, we have considered a configuration close to small-scale experimental tests dedicated to the study of oxide-metal corium pool stratification
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Martin, Guillaume. "Méthode de corrélation calcul/essai pour l'analyse du crissement". Thesis, Paris, ENSAM, 2017. http://www.theses.fr/2017ENAM0012/document.
Texto completoResumen
Le crissement de frein est une nuisance sonore récurrente dans l’automobile qui, bien qu’il n’existe pas de solution robuste lors de la conception, se traduit souvent par des pénalités économiques envers les équipementiers. La simulation numérique et les caractérisations expérimentales sont les deux voies classiques pour analyser les phénomènes crissants. La simulation permet une analyse fine des comportements vibratoires et l’évaluation de l’impact de modifications de conception, mais les modèles sont imparfaits et leur domaine de validité doit être établi. La mesure garantit que tous les paramètres sont pris en compte, mais elle est souvent spatialement pauvre et peu adaptée à la prédiction de modifications. Dans ce contexte, les objectifs de la thèse sont de faire un bilan des méthodes d’exploitation des essais, de fournir des outils permettant une interaction facilitée entre les équipes d’essai et de simulation et de mettre en œuvre les développements dans une application métier.Après un rappel sur les hypothèses et les méthodes pour l’identification modale, une analyse critique des résultats d’identification aboutit à la caractérisation des biais et à l’introduction de critères détaillés permettant d’évaluer la qualité du résultat. La corrélation calcul/essai permet de qualifier les modèles et des outils sont intégrés pour faciliter sa mise en œuvre. Plusieurs critères sont définis pour mettre en évidence les sources de mauvaise corrélation venant de la mesure d’une part et du modèle d’autre part. Les sources de mauvaise corrélation sont également identifiées avec l’algorithme d’expansion MDRE, dont les limitations sont comparées à celles des expansions statiques et dynamiques.Le recalage des modèles est ensuite traité par une procédure systématique imbriquant les étapes de recalage de la géométrie, des propriétés matériau et des contacts entre composants. Une paramétrisation du contact est proposée avec une réduction multi-modèle permettant des temps de calculs compatibles avec le temps industriel. Elle permet également des études de sensibilités avec l’introduction de la notion de modes de composant dans un assemblage.Une analyse détaillée d’une campagne de mesure sur un système de frein en conditions crissantes est enfin réalisée. Un parallèle entre les évolutions du cycle limite et le degré de couplage des modes complexes est proposé. Dans le domaine temps-fréquence, la variabilité, la répétabilité, la reproductibilité et la possibilité d’agréger des mesures séquentielles sont évaluées. Le résultat obtenu est finalement étendu sur le modèle éléments finis, ce qui permet des interprétations utilesBrake squeal is a nuisance commonly encountered in the car industry which often results in financial penalties towards brake manufacturers, even if no robust solution exists for the conception. Numerical simulation and experimental characterizations are the classical two-track approaches to analyze squeal phenomena. Numerical simulation allows a fine analysis of vibration behaviors and the evaluation of conception modification impacts, but models are not perfect and their validity domain must be defined. Measurement guarantees that every parameter is taken into account, but it is often spatially poor and not really suited for modification prediction. In this context, the thesis objectives are to make an overview of test operating methods, to provide tools allowing an easier interaction between both test and simulation teams and to enforce the developments in a business application.After a review of the hypotheses and methods for modal identification, a critical analysis of the identification results leads to the characterization of biases and the introduction of detailed criteria to evaluate the quality of the result. Calculation/test correlation allows to qualify the models and tools are integrated to facilitate its implementation. Several criteria are defined to highlight the sources of bad correlation coming from the measure on the one hand and the model on the other hand. Sources of poor correlation are also identified with the MDRE expansion algorithm, whose limitations are compared with those of static and dynamic expansions.Model updating is then processed by a systematic procedure imbricating the steps of updating of geometry, material properties and contacts between components. A contact parametrization is proposed with a multi-model reduction allowing calculation times compatible with industrial time. It also allows sensitivity studies with the introduction of the notion of component modes in an assembly.Finally, a detailed analysis of a measurement campaign on a braking system under squeal conditions is carried out. A parallel between the changes of the limit cycle and the degree of coupling of the complex modes is proposed. In the time-frequency domain, variability, repeatability, reproducibility and the ability to aggregate sequential measurements are evaluated. The result is finally extended on the finite element model, which allows useful interpretations
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Vony, Roger. "Méthode de calcul tridimentionnelle de l'écoulement dans les turbomachines". Aix-Marseille 2, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX22081.
Texto completoResumen
Le present travail est consacre a la resolution numerique des equations de euler tridimensionnelles, appliquees au calcul des ecoulements dans les turbomachines. Dans une premiere partie (chapitres 1 et 2) on traite des proprietes des equations de euler, en particulier de leur comportement dans l'espace et suivant le temps. On etablit les regles concernant le nombre et la nature des conditions aux limites a imposer sur chacune des frontieres du domaine de calcul, permettant d'assurer la stabilite d'une methode numerique. Le troisieme chapitre rapporte une etude bibliographique concernant les methodes de calcul. La premiere partie du chapitre est consacree aux methodes par differences finies. La seconde partie traite de l'application de ces methodes de l'ecoulement dans les turbomachines. Le quatrieme chapitre expose la technique numerique mise en uvre par l'auteur pour etablir son programme de calcul, notamment le schema de discretisation predicteur correcteur et le modele de viscosite artificielle. Dans la derniere partie (cinquieme chapitre) sont presentees plusieurs applications de ce programme de calcul a la prevision de l'ecoulement stationnaire dans des composants de compresseurs, notamment des compresseurs centrifuges, presentant une geometrie tres tridimensionnelle
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Christian, Guy Emilien. "Sur une méthode de calcul des concentrations de contraintes". Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066730.
Texto completo
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Chehab, Jean-Paul. "Méthode des inconnues incrémentales : application au calcul des bifurcations". Paris 11, 1993. http://www.theses.fr/1993PA112031.
Texto completoResumen
Ce travail est consacré à l'élaboration de nouveaux schémas numériques en bifurcation. Ils résultent de plusieurs généralisations de la méthode de Marder et Weitzner (mW) à l'aide de la méthode des inconnues incrémentales introduite par R. Temam. Nous rappelons tout d'abord la construction et les principales propriétés des inconnues incrémentales d'ordre deux en dimension et un et deux d'espace. Le problème de Poisson donne une première illustration numérique des avantages de la nouvelle technique et nous proposons une famille de pré conditionneurs des matrices sous-jacentes. Ensuite, nous présentons l'algorithme de Marder et Weitzner (mW) qui est bien adapté au calcul de solutions instables. Nous construisons trois types de méthodes incrémentales. Elles sont basées sur une généralisation de la notion de relaxation et généralement mW dans des directions difficilement atteignables avec les techniques de discrétisation classiques. Les différents tests numériques portent sur le calcul de solutions instables de problèmes aux valeurs propres non linéaires. Les comparaisons avec la méthode usuelle de mW mettent en évidence une plus grande vitesse de convergence et un gain de temps cpu important
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Jobelin, Matthieu. "Méthodes de projection pour le calcul d'écoulements incompressibles et dilatables". Aix-Marseille 2, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX22038.
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Rondeau, Jean-François. "Méthode de calcul du bruit des avions dans les logements". Le Mans, 2002. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2002/2002LEMA1013.pdf.
Texto completoResumen
L’originalité du travail présenté ici a été de proposer une méthode de calcul du bruit des avions, non pas seulement à l’extérieur comme cela se fait habituellement, mais jusque dans les logements en estimant la transmission au travers des fenêtres. En combinant une approche géométrique pour la propagation extérieure et une approche modale pour la description des locaux, des fenêtres et des balcons, l’approche GRIM a permis d’obtenir de bons résultats prédictifs pour les simples vitrages, en comparaison à des mesures in-situ, ainsi que des mesures par vélocimétrie laser réalisées en laboratoire. Il en ressort que la directivité de l’onde incidente sur l’isolation acoustique d’un vitrage est très importante et peut être particulièrement pénalisante pour les ondes rasantes comme peuvent l’être celles issues des avions. Pour le cas des doubles parois le modèle modal de doubles plaques sans liaison est insuffisant même en jouant sur les différentes combinaisons de conditions aux limites canoniques possibles. Toutefois la fiabilité du modèle permet d’envisager son extension à d’autres types d’éléments de façade, en abordant différemment les cas des doubles parois.
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Provost-Pruilh, Marie-Laure. "Développement d'une méthode multizone pour le calcul des écoulements décollés". Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0019.
Texto completoResumen
Pour simuler numériquement un écoulement compressible transitionnel décollé autour d'un profil d'aile ou d'un fuselage, la technique classique consiste à résoudre les équations de Navier-Stokes sur l'ensemble du domaine de calcul, alors que seule une petite partie de l'écoulement nécessite réellement ce niveau de modélisation. Il en résulte un surcoût prohibitif d'un point de vue industriel, doublé d'une incapacité à représenter simultanément les régions de couche limite laminaire, de transition et d'écoulement turbulent, surtout lorsque la position de zones transitionnelles est a priori inconnue. L'approche multizone, dans la lignée des méthodes de décomposition de domaine, a pour but de concilier l'amélioration de la précision des simulations et la diminution des coûts de calcul. Cette approche consiste à découper le domaine de calcul de manière judicieuse, et à adapter le modèle mathématique (Euler, couche limite, Navier-Stokes) et physique (écoulement laminaire, turbulent, turbulent décollé. . . ) à la physique de l'écoulement dans chaque zone. Les frontières artificielles introduites entre les zones sont traitées par la méthode des caractéristiques. Pour l'écoulement autour d'un profil d'aile, trois zones sont définies et un processus alterne itératif est adopté pour obtenir la solution multizone. L'approche est validée sur des configurations d'écoulements laminaires et transitionnels.
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Guo, Chifei. "Calcul des tunnels profonds soutenus, méthode stationnaire et méthodes approchées". Marne-la-vallée, ENPC, 1995. http://www.theses.fr/1995ENPC9522.
Texto completoResumen
La modélisation des tunnels en cours d'avancement doit rendre compte d'une interaction de nature tridimensionnelle entre le soutènement et le massif sous l'effet de l'avancement des travaux (creusement, pose du soutènement). Avec l'hypothèse centrale d'un avancement stationnaire, nous analysons dans ce mémoire, les moyens pour améliorer les méthodes d'approche habituelles: l'approche directe et l'approche plane, en particulier, la méthode de convergence confinement. Pour cela, nous considérons un problème type contenant les composantes essentielles du problème réel, à savoir, une géométrie de tunnel de révolution dans un champ de contraintes initiales anisotrope. L'approche directe combine l'avantage de la méthode stationnaire avec le développement en série de Fourier des solutions, qui permet de traiter un problème tridimensionnel à chargement variable par une série de calculs bidimensionnels sur une géométrie fixe. Cette approche permet d'analyser par des études paramétriques, le mécanisme d'interaction entre le front de taille et le soutènement de tunnels profonds. On met ainsi en évidence un principe heuristique appelé principe d'interaction. Ce principe est supposé universel, étant indépendant des caractéristiques des modèles de comportement testes (élastoplastique, viscoplastique) et de l'anisotropie du champ de contraintes initiales. Dans l'approche en déformation plane, l'intégration dans la méthode convergence-confinement, du principe d'interaction associé au principe de similitude antérieurement mis en évidence, permet de lever l'indétermination sur l'instant de pose du soutènement. Nous proposons ainsi une nouvelle approche en déformation plane des tunnels profonds entièrement autonome. D'abord établie pour le problème de révolution en milieu élastoplastique, cette méthode a été ensuite étendue au cas plus général ou les contraintes initiales ne sont plus isotropes ou au cas d'un massif viscoplastique
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Ciccoli, Marie Claude. "Schémas numériques efficaces pour le calcul d'écoulements hypersoniques réactifs". Nice, 1992. http://www.theses.fr/1992NICE4574.
Texto completoResumen
L'objet de cette thèse est la construction de méthodes de résolution efficaces pour le calcul d'écoulements hypersoniques réactifs non visqueux. On rappelle (chap. 1) les équations qui régissent un mélange gazeux hors équilibre chimique. On adopte, pour la résolution de ces équations, une approche découplée. L'approximation spatiale repose sur une formulation volumes finis-éléments finis. On construit (chap. 2) un schéma en temps implicite et on montre des calculs autour de géomètries modélisant l'avant de la navette Hermes. En résolvant les équations stationnaires de la chimie par une méthode de newton (chap. 3), on capture des écoulements proche-équilibre. Le couplage Euler-chimie est amélioré (chap. 4) par un algorithme plus robuste de calcul de la température et par la réévaluation de celle-ci entre la résolution des équations d'Euler et celle des équations de la chimie. On adapte (chap. 5) le schéma implicite au calcul d'écoulements en déséquilibre thermique, afin de voir si l'approche découplée reste efficace malgré un nombre croissant d'équations. Le calcul de la température se faisant est partir de l'équation de bilan de l'énergie, on étudie une approche homenthalpique (chap. 6) qui permet le calcul algébrique de l'énergie. Toujours dans un souci d'efficacité, on s'intéresse (chap. 7) aux techniques de décomposition de domaine, en vue de calculs sur des machines parallèles. On applique plusieurs algorithmes de décomposition au calcul d'écoulements hypersoniques réactifs (y compris avec plusieurs modèles physiques). On étudie aussi des algorithmes plus sophistiques sur un problème modèle d'advection-diffusion
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Benhafid, Yassine. "Méthode d’aide à la modélisation en calcul de structures pilotée par le contexte de calcul en conception". Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1662.
Texto completoResumen
L'utilisation de la simulation en conception vient pour aider à analyser des comportements de systèmes physiques avant même qu'ils existent réellement. Ceci caractérise la simulation tout en ayant des inconvénients concernant les problèmes liés aux simplifications des systèmes réels simulés. Dans la diversité des modèles de simplification en simulation, cette thèse se focalise sur le modèle physique (qui engendre l'erreur de modélisation) et le modèle de simulation (qui donne l'erreur de discrétisation). Dans l'absence de méthodes structurées pour le contrôle de l'erreur de modélisation, le but de cette thèse est de développer une méthode d'aide aux choix de simplification pour le contrôle de l'erreur de modélisation. La méthode développée dans cette thèse se base sur le développement de connaissance en modélisation pour des cas d'analyse de référence, qui seront exploités pour aider à modéliser d'autre cas d'analyse similairesThe use of simulation in engineering design comes to help to analyze behaviours of physical systems before even as they really exist. This characterizes simulation while having disadvantages relating to the problems involved in simplifications of the simulated real systems. In the diversity of the simplification models in simulation, the approached models are this thesis relate to the physical model (which generate the modelling error) and the simulation model (which gives the discretization error). While there are not structured methods for the modelling error control, the goal of this thesis is to develop an assistance method to the simplification choices for the modelling error control. The developed method in this thesis is based on the development of knowledge in modelling for-the reference analysis cases, which will be exploited to help to modelling another similar analysis cases
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Badulescu, Claudiu. "Calcul précis des déformations planes par la méthode de la grille". Clermont-Ferrand 2, 2010. http://www.theses.fr/2010CLF22010.
Texto completoResumen
Ce travail porte sur l'amélioration de la méthode de la grille afin de mesurer avec de meilleures performances métrologiques des champs de déformation en surface d'éprouvettes soumises à des sollicitations mécaniques. Une procédure d'obtention directe des déformations à partir d'images de grilles a été proposée dans ce but. L'influence des défauts de la grille a également été caractérisée et une procédure adaptée a été développée pour l'éliminer. Les outils proposés ont été appliqués dans le cas de grilles unidirectionnelles et croisées. Les performances métrologiques ont été estimées avec des essais adaptés. Enfin, la méthode a été appliquée à un essai sur un multicristal d'aluminium, montrant ainsi sa mise en oeuvre dans un cas complexe de caractérisation de comportement de matériau
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Monnier, Antoine. "Calcul par la méthode asymptotique numérique des instabilités en interaction fluide-structure". Thesis, Lorient, 2018. http://www.theses.fr/2018LORIS484/document.
Texto completoResumen
Ce travail de thèse est une contribution à l’analyse de bifurcation des écoulements fluides avec prise en compte des interactions fluide-structure. Les phénomènes d’instabilité en interaction fluide-structure apparaissent dans de nombreux domaines de la vie courante ou industriels comme, par exemple : le flottement d’un drapeau dans le vent ou bien l’écoulement au sein d’échangeurs thermiques sur les sites de production d’énergie, l’écoulement autour des câbles sous-marins pour l’extraction de matières premières ou la fixation des plateformes off-shore, l’écoulement autour des structures aéronautiques ou navales. Dans ces situations, un phénomène complexe de vibration des structures induite par vortex peut se produire. L’objectif de la thèse est de proposer un algorithme permettant l’analyse de stabilité de tels systèmes. Ainsi, le couplage original d’une méthode de perturbation d’ordre élevé (Méthode Asymptotique Numérique - MAN) à une discrétisation spatiale permettant la prise en compte des interactions fluide-structure est proposée. À cet effet, une description purement eulérienne du mouvement est retenue. L’interaction fluide- structure est décrite au moyen d’une méthode de frontières immergées (MFI) à forçage continu (méthode de pénalisation) et discret (méthode Ghost-Cell). La présence d’obstacles au sein de l’écoulement est obtenue au moyen de la méthode de Level-Set. En complément, un intégrateur temporel des équations du mouvement associant la MAN, la MFI et une technique d’homotopie est proposé. L’ensemble de ces algorithmes est appliqué à des problèmes d’écoulement incompressible, à faible nombre de Reynolds, d’un fluide visqueux newtonien en présence d’obstacles solides rigides (fixes ou mobiles). L’analyse de stabilité d’un écoulement dans une conduite avec expansion/contraction soudaine (bifurcation stationnaire), et autour d’un cylindre (bifurcation de Hopf) est traitée. L’analyse transitoire d’un écoulement autour d’un cylindre rigide et mobile est également proposée. Les résultats obtenus permettent d’évaluer la précision et la performance des algorithmes proposés. Ainsi, les résultats de cette thèse permettent de conclure sur le bien-fondé de l’approche et constituent une première étape vers l’analyse de stabilité d’écoulements en présence de structures complexes, représentatifs de situations réellesThis thesis is a first contribution to the bifurcation analysis of fluid flows by taking into account fluid-structure interactions. Instability with fluid-structure interactions appears in many areas of everyday life or industry such as, for example: flag floating in the wind, flow within heat exchangers for energy production, flow around submarine cables for the extraction of raw materials or the fixing of off-shore platforms, flow around aeronautical or naval structures. In these situations, complex vortex-induced vibrations of the structures can occur. The aim of the thesis is to propose an algorithm allowing stability analysis of such systems. Thus, an original coupling of a high order perturbation method (Asymptotic Numerical Method - ANM) to a spatial discretization which takes into account fluid-structure interactions is proposed. For this purpose, a purely Eulerian description of the motion is retained. Fluid-structure interaction is described using an immersed boundary method (IBM) with continuous forcing (penalization method) and discrete (Ghost-Cell method) forcing. The presence of bodies within the flow is obtained by means of the Level-Set method. In addition, a time integrator of the governing equations associating ANM, IBM and homotopy technique is proposed. All these algorithms are applied to analyse incompressible flows, at low Reynolds number, of a Newtonian viscous fluid in the presence of rigid solids (fixed or moving). Bifurcation analysis of flows in a channel with sudden expansion / contraction (stationary bifurcation), or around a cylinder (Hopf bifurcation) are carried out. Transient analysis of a flow around a moving rigid cylinder is also proposed. Our results make it possible to evaluate accuracy and performance of the proposed algorithms. Thus, thesis results allow to conclude on the validity of the proposed approach. Finally, this thesis work constitutes a first step towards flow stability analysis in the presence of complex structures, representative of real situations
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Benayoun, Serge. "Calcul local du mouvement : applications à l'imagerie médicale multidimensionnelle". Paris 9, 1994. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1994PA090032.
Texto completoResumen
Le calcul local du mouvement dans des séquences d'images spatio-temporelles constitue un des objectifs les plus attractifs en vision par ordinateur et un enjeu médical de première importance. Le calcul de caractéristiques différentielles sur ces images (gradient, courbure) fournit des hypothèses de correspondance pour le suivi des points. Nous présentons une méthode de suivi local qui évite une modélisation préalable des objets traités. Elle est basée sur la résolution d'une équation aux dérivées partielles sur l'espace des fonctions de correspondance. L'absence de modélisation nous oblige à appliquer un traitement numérique sur une image entière, ce qui entraine un volume de calcul important. Pour le réduire, nous utilisons un maillage adaptatif, lequel conserve les propriétés topologiques et géométriques de l'image originale. Avec ces maillages non réguliers, et contrairement à la méthode des différences finis, la méthode des éléments finis permet de résoudre rigoureusement l'équation. Nous présentons des résultats expérimentaux sur des séquences temporelles d'images médicales 2D et 3D
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Braconnier, Thierry. "Sur le calcul des valeurs propres en précision finie". Nancy 1, 1994. http://www.theses.fr/1994NAN10023.
Texto completoResumen
Nous avons développé un code de calcul de valeurs propres pour matrices non symétriques de grande taille utilisant la méthode d'Arnoldi-Tchebycheff. Une étude a été menée pour mettre en évidence le rôle du défaut de normalité sur l'instabilité spectrale et la stabilité numérique d'algorithmes de calcul de valeurs propres. Des outils, tels que les méthodes de perturbations associées à des méthodes statistiques, ont été expérimentés afin d'apporter des informations qualitatives sur le spectre étudié. Ces outils permettent de comprendre le comportement numérique du problème traite en précision finie, dans les cas ou le calcul direct échoue
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Renault, Alexandre. "Calcul et optimisation d’absorbeurs pendulaires dans une chaîne de traction automobile". Thesis, Paris, ENSAM, 2018. http://www.theses.fr/2018ENAM0022.
Texto completoResumen
Dans le cadre de la réduction des émissions polluantes et de la consommation des véhicules à moteur thermique, les constructeurs cherchent à diminuer la cylindrée et la vitesse de rotation des moteurs de chaines cinématiques. Ces évolutions conduisent, du fait du principe même du moteur à pistons, à une augmentation significative des irrégularités de rotation de celui-ci. Depuis quelques années, le système à pendule est apparu dans les groupes moto-propulseurs automobiles. Il agit à la manière d’un batteur, accordé sur l’ordre d’allumage du moteur thermique, et permet ainsi une réduction des vibrations. Cependant, les fortes non-linéarités intrinsèques aux pendules provoquent un désaccord du système à grande amplitude synonyme de perte de performances. Cette thèse a pour but d’améliorer la compréhension et le comportement du système en interaction avec la chaîne de traction automobile. En renfort des traditionnelles méthodes d’intégrations temporelles, le système non linéaire est résolu par la méthode asymptotique numérique couplée à la méthode de l’équilibrage harmonique. Une méthode originale de continuation d’antirésonance est également proposée ainsi que des règles de conception issues de développements analytiques. La validation par l’expérience montre une amélioration significative des performances du systèmeIn the context of the reduction of polluting emissions and fuel consumption of thermal engines of vehicles, automotive manufacturers try to reduce cylinder capacity and engine speed of rotation. These evolutions lead to significant increase of irregularities of rotation. The so-called centrifugal pendulum vibration absorber is a recent solution of mitigation of torsional vibrations in automotive powertrains. It acts as a mass damper tuned on the firing order of the engine and allows reduction of vibrations. However, strong non-linearities intrinsic to pendular systems cause a detuning of the device at large amplitude of motion resulting in a loss of performances. This thesis aims to improve the understanding and the behavior of the system in interaction with an automotive driveline. In support of classic time integration procedures, the nonlinear system is solved through the asymptotic numerical method coupled to the harmonic balance method. In addition, an original continuation of antiresonance method is proposed as well as some design rules derived from analytical developments. Experimental validation shows a significant enhancement of performances of the system
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Veron, Eric. "Calcul numérique des grandes déformations de structures minces en contact avec des fluides lords". Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4058/document.
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Ce travail concerne la résolution numérique du comportement dynamique de structures minces déformables couplées à des fluides lourds. La résolution numérique de ce type de problèmes d’interaction fluide/structure met en évidence des difficultés majeures liées à la force du couplage et au comportement mécanique de la structure souple. Le ratio entre la masse volumique de la structure et celle du fluide étant proche de l’unité, les effets de masse ajoutée sont significatifs. Les deux physiques sont fortement couplées et le schéma numérique de couplage doit être suffisamment fort pour garantir la stabilité de la procédure de couplage et la qualité de la solution numérique. La deuxième difficulté est liée aux grandes déformations de la structure mince. Sous chargements extérieurs, la structure peut subir des transformations importantes, modifiant ainsi significativement la forme du domaine fluide et de l’interface fluide/structure. La solution du problème d'interaction fluide/structure est évaluée au moyen d'un couplage partitionné itéré entre un solveur éléments finis (Abaqus/Standard), utilisé pour évaluer le comportement de la structure mince, et des solveurs potentiels s'appuyant sur une formulation en intégrales de frontière (solveurs BEM et Fast-BEM développés au cours ces travaux) utilisés pour évaluer la solution du problème fluide. Le couplage entre les solveurs structure et fluide est mis en place par le biais de l'interface de couplage SIMULIA Co-Simulation Engine. Le couplage fort est réalisé par une procédure itérative de type point fixe et l'utilisation d'une formulation en intégrales de frontière permet de contourner les difficultés liées aux grandes transformations de l'interface fluide/structureThis work is devoted to the numerical resolution of the dynamic behavior of thin flexible structures coupled with heavy fluids. This kind of Fluid-Structure Interaction problems exhibits two major numerical difficulties due to the coupling force and to the structure behavior. Firstly, the added mass effect is significant due to the mass ratio close to one. Therefore the physical coupling is strong and the coupling procedure must be reliable in order to accurately compute the solution and to ensure that the coupling procedure is stable. Secondly, flexible structures can undergo large displacements under external loadings, inducing considerable changes to the fluid domain and the fluid-structure interface. The Fluid-Structure Interaction solution is computed using an iterative partitioned procedure between a Finite Element code (Abaqus/Standard), to assess the thin structure behavior, and in-house potential flow codes based on boundary integral formulations (standard BEM and Fast-BEM solvers) to assess the fluid solution and loadings at the fluidstructure interface. The coupling between the structure and fluid solvers is achieved by means of SIMULIA Co- Simulation Engine code coupling interface. The strong coupling is achieved using an iterative fixed point procedure and the difficulty due to large displacements of the fluid structure interface is circumvented by using a boundary integral description of the fluid
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Arquier, Remi. "Une méthode de calcul des modes de vibrations non linéaires de structures". Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00487857.
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Cette thèse vise à fournir et éprouver de nouveaux outils théoriques, numériques et informatiques de calculs de modes non linéaires pour des structures à non linéarité géométrique et discrétisées par éléments finis. La surface invariane de l'espace des phases caractérisant le mode non linéaire est décrite à partir d'une famille d'orbites périodiques solutions des équations du mouvement. Chaque orbite périodique est discrétisée en temps (schéma de Newmark et de Simo) et formulée à l'aide d'un système d'équation global contenant toutes les inconnues à tous les pas de temps, c'est la méthode simultanée, par opposition à la méthode de tir classique. Les familles d'orbites solutions du système global sont obtenues par la méthode de continuation MAN (Méthode Asymptotique Numérique). Des variations autour de la MAN sont aussi abordées. Il s'agit d'apports liés au contrôle de la continuation au passage des points de bifurcations à l'aide d'une perturbation ajoutée au système d'équation non linéaire. On présente un outil-logiciel, MANLAB, permettant la continuation interactive de diagrammes de bifurcation complexes, qui est appliquée à la continuation de famille d'orbites périodiques.
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Huguet, Frédéric. "Modélisation et calcul du flot de scène stéréoscopique par une méthode variationnelle". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00421958.
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En vision par ordinateur, le flot de scène représente le déplacement des points d'une surface située dans une scène 3D quelconque, entre deux instants consécutifs. Il s'agit donc d'un champ vectoriel 3D. Celui-ci est particulièrement utile dans l'analyse des déformations d'une surface quelconque, observée par un système d'au moins deux caméras. Cette thèse traite de l'estimation du flot de scène et d'une application dans le domaine de la géophysique. Elle s'est déroulée dans le cadre de l'ACI GEOLSTEREO, en collaboration étroite avec le laboratoire Geosciences Azur, situé à Sophia Antipolis (06, UMR 6526 - CNRS - UNSA - UPMC- IRD).
Nous proposons d'estimer le flot de scène en couplant l'évaluation du flot optique dans les séquences d'images associées à chaque caméra, à l'estimation de la correspondance stéréo dense entre les images. De plus, notre approche évalue, en même temps que le flot de scène, les occultations à la fois en flot optique et en stéréo. Nous obtenons au final un système d'EDP couplant le flot optique et la stéréo, que nous résolvons numériquement à l'aide d'un algorithme multirésolution original.
Alors que les précédentes méthodes variationnelles estimaient la reconstrution 3D au temps $t$ et le flot de scène séparément, notre méthode estime les deux simultanément. Nous présentons des résultats numériques sur des séquences synthétiques avec leur vérité terrain, et nous comparons également la précision du flot de scène projeté dans une caméra avec une méthode récente et performante d'estimation variationnelle du flot optique. Des résultats sont présentés sur une séquence stéréo réelle, se rapportant à un mouvement non rigide et à de larges discontinuités.
Enfin, nous présentons l'approche originale de modélisation physique 3D utilisée au laboratoire Geosciences Azur. Nous décrivons la mise en place du dispositif stéréoscopique associé, ainsi que le déroulement de l'expérience. Des résultats de reconstruction 3D, d'estimation du flot de scène, et de suivi de la déformation d'une surface sont montrés dans le chapitre 4 de la thèse.
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Boutyour, El-Hassan. "Méthode asymptotique numérique pour le calcul des bifurcations : application aux structures élastiques". Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Boutyour.El_Hassan.SMZ9435.pdf.
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L'objectif de ce travail de thèse est de développer des algorithmes de détection des bifurcations dans le cadre des méthodes asymptotiques-numériques initialement proposées par Damil et Potier-Ferry en 1990. Le document est composé de quatre chapitres. Le premier chapitre fait l'objet d'une étude bibliographique dans laquelle on rappelle brièvement les généralités de la théorie de bifurcation. On introduit les notions de branche fondamentale, de branche bifurquée et de points singuliers avec leurs différentes caractérisations (point limite et point de bifurcation). On rappelle aussi les travaux numériques les plus récents de calcul de point de bifurcation réalisés dans le cadre des méthodes incrémentale-itératives. Au chapitre 2 on rappelle les concepts de base des méthodes asymptotiques-numériques et leurs applications au calcul des branches de solutions (fondamentales et bifurquées) pour des structures minces de type plaques, coques et poutres. Au chapitre 3 on développe une variante de la méthode asymptotique-numérique pour le calcul de points de bifurcation sur une branche linéaire. On introduit un problème d'équilibre perturbe qui permettra de définir un indicateur de bifurcation bien adapte aux développements asymptotiques. Cet indicateur sera appelé rigidité car il mesure la rigidité de la structure par rapport à une certaine direction. Comme dans les travaux réalisés auparavant, on doit résoudre une série de problèmes linéaires admettant le même operateur. On discute l'amélioration de la représentation polynomiale à l'aide des approximants de Padé. On applique la méthode à l'exemple d'une plaque carrée sous compression. Enfin, on définit un indicateur de bifurcation plus général relatif à plusieurs perturbations, qui cette fois mesurera la rigidité de la structure par rapport à plusieurs directions données. Au chapitre 4, on étend la méthode de calcul de points de bifurcation développée au chapitre 3 au calcul de points de bifurcation sur une branche non-linéaire. On présente aussi une méthode de calcul de branches bifurquées pour les structures présentant un préflambage non-linéaire. Le problème du calcul des différentes tangentes au point de bifurcation est discuté. Enfin on présente une application sur un arc circulaireThe objective of this thesis is to present numerical algorithms for the detection of bifurcation points, in the framework of Asymptotic-Numerical Methods, which were proposed initially by Damil and Potier-Ferry in 1990. The first section is devoted to a brief review of the bifurcation theory. The notions of branches of solution and singular points are introduced with their caracterisations. Also, there is review of some recent studies on the detection of bifurcations within incremental-iterative methods. The second section is devoted to a review of the asymptotic-numerical methods for computing branches of solution of non-linear problems. Applications are shown for non-linear analysis of elastic thin structures, such as beams, plates and shells. In section three, an asymptotic-numerical procedures is developed for detecting bifurcations on a linear branch. A perturbed equilibrium problem is introduced in order to define a bifurcation indicator, that is well adapted with asymptotic-numerical method which involves to solve several linear problems which have the same stiffness matrix. The improvement of the asymptotic series using Padé approximants is discussed. The method is tested for computing the buckling load of the compressed plate. In section four, the procedure of section three is generalised to a non-linear fundamental branche. Also, after the detection of bifurcation point, the computation of the bifurcating branch is also discussed. Finally, an application for a circular arch is presented
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Chetcuti, Nathalie. "Déduction automatique en calcul des durées basée sur la méthode des tableaux". Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30144.
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Beaucamp, Sylvain. "Méthode de calcul des densités et des enthalpies de cristaux ioniques moléculaires". Tours, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUR4052.
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La densité et l'enthalpie de formation sont nécessaires pour calculer les performances propulsives de ces sels énergétiques envisagées comme constituants des propergols. Cette étude a pour objet la mise au point de méthodes de calcul pour évaluer la densité et l'enthalpie de formation de sels de nitrates énergétiques de type X-N+ NO[3-] à partir de la formule semi-developpée du composé. La densité est calculée à l'aide de modèles basés sur l'additivité des volumes des groupes molaires qui composent ces sels de nitrates. D'une part, la méthode de contribution de groupes de Ammon-Mitchell est étendue aux composés ioniques. D'autre part, une nouvelle méthode incrémentale moins empirique est mise au point. L'enthalpie de formation des sels organiques est obtenue par différence entre l'enthalpie des ions isolés qui composent le cristal et son enthalpie de sublimation. Cette dernière dépdend de l'énergie de cohésion du cristal et d'un terme dépendant de la température. Concernant l'énergie de cohésion, deux approches sont développées : d'une part une méthode semi-empirique rapide utilisant des descripteurs calculés à partir de la géométrie des ions isolés et d'autre part, une méthode basée sur la génération explicite de cristaux virtuels par empilement moléculaires. De plus l'implémentation de contraintes de symétrie dans le code de physique du solide SCC-DFTB est réalisée. Ce code ainsi optimisé pourrait permettre de raffiner la géométrie des structures cristallines obtenues par empilement. Enfin, une dernière partie présente l'application de ces méthodes au calcul de l'enthalpie de formation de sels de nitratesPerformances of energetic materials depend on their density, their solid-state of formation and their stoechiometry. The aim of this works is the development of model to estimate the density and the solid-state of formation of energetic salts, X-N+ NO[-3], from their developed formulate. Model using additive volumes for charges groupes is developed to predict crystal densities of molecular salts. On the one hand, the group contribution method of Ammon and Mitchell is extended molecular salts. On the other hand, a less empirical contribution method is presented. Solid state-heat of formation of a molecular salts depend on the anthalpie of the isolated ions and the cohesive energy of the crystal salts. The estimate the cohesive energy two approach are developed : a semi-empirical model using descriptors computed on isolated ions and the crystal packing of virtual crystal salts of ions. Moreover, implementation of the symetry-constrained in the self consistent charges density functional tight binbing model is developped. This routine may riffine virtual salts structure obtained by packing model. The last part shows applications of previous developed models to the prediction of the solid state of formation of nitrate salts
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Arquier, Rémi. "Une méthode de calcul des modes de vibrations non linéaires de structures". Aix-Marseille 2, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX22037.pdf.
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Cette thèse vise à fournir et éprouver de nouveaux outils théoriques, numériques de calculs de modes non linéaires pour des structures à non linéarité géométrique et discrétisées par éléments finis. La surface invariante de l'espace des phases caractérisant le mode non linéaire est décrite à partir d'une famille d'orbites périodiques solutions des équations du mouvement. Chaque orbite périodique est discrétisée en temps et formulée à l'aide d'un système d'équation contenant toutes les inconnues à tous les pas de temps. Les familles d'orbites solutions du système global sont obtenues par la Méthode Asymptotique Numérique. Des variations autour de la MAN sont aussi abordées. Il s'agit d'apports liés au contrôle de la continuation au passage des points de bifurcations à l'aide d'une perturbation ajoutée au système d'équation non linéaire. On présente un outil-logiciel, MANLAB, permettant la continuation interactive de diagrammes de bifurcation complexes, est appliquée à la continuation de famille d'orbites périodiquesThe aim of this thesis is to evaluate new theoric and numeric tools for non linear modes computation of structures with geometric non linearity discretised by the finite element method. The invariant surface which caracterises the non linear mode is defined with a family of periodic orbits solution of the equation of motion. Each orbit is time discretised (Newmark or Simo scheme) and formulated with a global system containing all unknows for every time steps, this is the simultaneous method, by opposition with the classic shooting method. The orbit family solution of the global system is obtained with the Asymptotic Numerical Method. Some variations around the ANM are also adressed. We introduced new approach to control continuation around a bifurcation point by adding a perturbation to the non linear system. We also present a software, MANLAB, allowing interactive continuation of complex bifurcation diagrams, which is applied to the family of periodic orbits
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Belme, Anca. "Aérodynamique instationnaire et méthode adjointe". Nice, 2011. http://www.theses.fr/2011NICE4071.
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Cette thèse contribue à la simulation numérique des écoulements d’un fluide compressible modélisé par les équations de Euler et Navier-Stokes : étude d’un sché »ma d’ordre élevé basé sur une matrice de masse, modélisation des écoulements turbulents compressibles à très haut Reynolds, développement des estimateurs et correcteurs d’erreurs a posteriori et a priori, et adaptation de maillage anisotrope pour les fonctionnelles d’observation. Concernant la prédiction des écoulements turbulents, on s’est intéressé aux modèles hybrides de type RANS/LES comportant les nouveautés suivantes : traitement des tourbillons de grande échelle utilisant la formulation VMS (Variational Multi-Scale) et du RANS employé sur la paroi sur une distance imposée via une zone de protection conçue afin d’éviter le phénomène assez commun appelé « grid induced model depletion ». Le niveau de viscosité du modèle VMS-LES est de plus contrôlé par un procédé de double filtre dynamique. La seconde partie concerne l’adaptation de maillage anisotrope pour mieux observer une fonctionnelle d’observation. Les estimations a priori sont réalisées pour le modèle des équations d’Euler et Navier-Stokes en instationnaire en 2D et 3D. A partir de ces estimations, on sait définir les maillages optimaux au cours du calcul instationnaire, en fonction de l’état et de l’état adjoint. Le système d’optimalité est discrétisé et résolu à l’aide d’une méthode de point fixe instationnaire global, comportant une stratégie de stockage/recalcul pour le couplage état/état adjoint. Des applications à la propagation d’ondes de choc et d’ondes acoustiques sont présentéesIn this thesis, we first focused on error estimates for unsteady problems. We have contributed to both a posteriori and a priori error estimators for unsteady inviscid problems and viscous unsteady problems. For the first one, we have been interested on linearized methods for reducing dissipation errors. Regarding the a priori errors, a new estimator is proposed with application to viscous compressible flows. These a priori estimators have been employed for goal-oriented anisotropic mesh adaptation problems, for both Euler and laminar Navier-Stokes flows, in a joint work with Gamma3 team we have developed a method to derive an optimal mesh to observe/improve a given output functional in an unsteady context. The weights of the interpolation error are adjoint states in this case. A new global fixed-point algorithm is proposed herein order to converge the couple mesh/solution. We have applied this algorithm for blast wave problems and acoustics, for both 2D and 3D cases
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Radi, Bouchaïb. "Méthodes de calcul par sous-domaines : application au problème de contact entre deux solides déformables". Besançon, 1992. http://www.theses.fr/1992BESA2041.
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On s'intéresse aux méthodes de calcul par sous-domaines et aux problèmes de contact entre deux solides déformables. Après une revue détaillée des méthodes de calcul par sous-domaines, l'étude porte sur les méthodes relatives à la décomposition sans recouvrement. Les mises en oeuvre numérique de ces méthodes sont présentées. Dans le cas d'une décomposition en série, nous proposons (i) une méthode itérative de relaxation, (ii) le préconditionnement ssor relatif à la méthode du gradient conjugué pour la résolution du système condensé sur les interfaces. Des comparaisons numériques des différentes méthodes sont données. Nous montrons ensuite que les problèmes de contact entre deux solides déformables sont équivalents à la recherche d'un point selle. Grâce à cette dernière formulation, nous aboutissons à deux sous-problèmes couples pour lesquels la pression normale, sur la zone de contact, joue le rôle de paramètre de couplage. Nous proposons deux méthodes de résolution (i) une méthode de dualité dans le cas d'un contact sans frottement (ii) une méthode de penalité dualité, basée sur la méthode de pénalisation bornée et la méthode duale, dans le cas d'un contact avec frottement. Des tests de validation numérique prouvant la validité des approches retenues sont présentés
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Gratton, Serge. "Outils théoriques d'analyse du calcul à précision finie". Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT015H.
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Nous présentons une théorie générale pour l'étude de la qualité du calcul en précision finie qui s'appuie sur la notion clé de calculabilité en précision finie. Une fois la calculabilité démontrée, se pose alors la question cruciale de la qualité des solutions obtenues par un calcul à précision finie. Pour y répondre, on utilise les notions d'erreur inverses et de conditionnement qui font partie de l'analyse inverse des erreurs introduite par Wilkinson. Nous appliquons cette théorie sur différents exemples issus de l'Algèbre Linéaire et de l'Optimisation. Nous présentons des formules explicites de conditionnement et d'erreur inverses sur divers problèmes d'Algèbre Linéaire. Nous proposons aussi une méthode systématique, fondée sur le produit de Kronecker, qui permet d'obtenir des formules explicites de conditionnements pour de nombreux problèmes. Nous étudions la notion de distance à la singularité dans le cas de polynômes d'une variable réelle ou complexe, ainsi que son lien avec le conditionnement. Nous montrons l'importance de cette notion pour la compréhension du comportement d'algorithmes de recherche de racines de polynômes en précision finie. Conditionnement et erreur inverse sont au cœur de l'étude approfondie que nous consacrons à deux méthodes numériques : les itérations successives pour la résolution de systèmes linéaires, et la méthode de Gauss-Newton pour la résolution de problèmes de moindres carrés non linéaires. Il apparaît que, même prouvé convergent en arithmétique exacte, un algorithme peut diverger lorsqu'il est employé en précision finie, et nous insistons sur la nécessité de disposer de condition de convergence robustes à la précision finie. De nombreux résultats développés dans cette thèse ont été obtenus dans le cadre d'une collaboration entre le CERFACS et le CNES centrée autour d'un problème de restitution d'orbite de satellite.
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Neut, Sylvain. "Implantation et nouvelles applications de la méthode d'équivalence de Cartan". Lille 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LIL10074.
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La méthode d'équivalence de Cartan est un algorithme qui permet de décider si deux systèmes d'équations différentielles se déduisent l'un de l'autre par un difféomorphisme local pris dans un (pseudo)groupe de transformations donné. On montre que cette question se ramène à la classification locale des G-structures et donc au calcul d'un ensemble complet d'invariants de celles-ci. Bien que Elie Cartan ait traité, à partir de 1905, de nombreux exemples, cette méthode est restée très longtemps incomprise. Dans les années 50, deux élèves de Cartan (C. Erhesmann et S. S. Chem) en développant la théorie des espaces de jets et des G-structures donnèrent un fondement théorique pour une bonne partie des calculs effectués par Cartan. Plus récemment, R. Gardner, N. Kamran et P. Olver (voir livre "equivalence, invariants and symmetry") se sont attachés à dégager l'aspect algorithmique de la méthode de Cartan. L'implantation en MapIe proposée dans cette thèse permet de traiter des exemples restés hors de portée jusqu'à maintenant. Ainsi seront présentés:. Des résultats de classification des équations différentielles ordinaires du troisième ordre par des transformations de contact,. Des résultats de classification d'équations ordinaires du quatrième ordre ainsi que certains systèmes d'équations différentielles ordinaires,. L'étude d'un système aux dérivées partielles du second ordre complètement intégrable à une variable dépendante et n variables indépendantes sous l'action du groupe des transfonnations ponctuelles. Une optimisation essentielle du programme repose sur l'utilisation de dérivations ne commutant pas entre elles. Les problèmes d'équivalence sont également abordés en utilisant les techniques d'algèbre différentielle.
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Telle, Benoît. "Méthode ensembliste pour une reconstruction tridimensionnelle garanti par stéréovision". Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20177.
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Jennequin, Delphine. "Calcul d'écoulements extérieurs incompressibles". Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011893.
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Le but de cette thèse est d'approcher numériquement la solution des équations de Navier-Stokes stationnaires incompressibles dans un domaine extérieur tridimensionnel. Pour cela, nous imposons des conditions aux limites bienchoisies sur le bord libre de notre domaine de calcul. Nous discrétisons ensuite par des éléments finis de même ordre avec stabilisation, ce qui implique que la linéarisation de notre problème est un problème de point selle généralisé. Nous choisissons de résoudre le système complet par une méthode de Krylov. La difficulté réside dans deux problèmes de préconditionnement: celui du complément de Schur et celui du bloc convection-diffusion.
Dans un premier temps, nous montrons que la matrice de masse est un
équivalent spectral du complément de Schur, ce qui implique que le nombre d'itérations de notre méthode est indépendant de la taille de l'espace de discrétisation. Nous étudions théoriquement le comportement des valeurs
propres du problème préconditionné en fonction du nombre de Reynolds dans le cas de
la cavité entraînée. Nous ajoutons ensuite l'influence du rayon de troncature pour le problème extérieur. Les résultats numériques tridimensionnels viennent confirmer la théorie et montrent la robustesse de la méthode.
Ensuite, nous proposons une méthode de décomposition de domaines sans recouvrement pour le problème de convection-diffusion dans laquelle nous imposons la continuité de la solution par des multiplicateurs de Lagrange. Nous étudions les performances d'un préconditionneur pour le problème à l'interface et étendons ainsi à la dimension trois les résultats numériques bidimensionnels de la littérature.
La dernière partie du manuscrit est indépendante du sujet de thèse: elle relate un travail portant sur la physique des plasmas effectué à l'occasion du CEMRACS 2003.
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Bencteux, Guy. "Amélioration d'une méthode de décomposition de domaine pour le calcul de structures électroniques". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00391801.
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Le travail a porté sur le développement d'une méthode de décomposition de domaine pour le calcul de structures électroniques avec les modèles de Hartree-Fock ou DFT (Density Functional Theory). La simulation de ces modèles passe traditionnellement par la résolution d'un problème aux valeurs propres généralisé, dont la complexité cubique est un verrou pour pouvoir traiter un grand nombre d'atomes. La méthode MDD (Multilevel Domain Decomposition), introduite au cours de la thèse de Maxime Barrault (2005), est une alternative à cette étape bloquante. Elle consiste à se ramener à un problème de minimisation sous contraintes où on peut exploiter les propriétés de localisation de la solution. Les résultats acquis au cours de la présente thèse sont :* l'analyse numérique de la méthode : on a montré, sur un problème simplifié présentant les mêmes difficultés mathématiques, un résultat de convergence locale de l'algorithme ; * l'augmentation de la vitesse de calcul et de la précision, pour les répartitions "1D" des sous-domaines, ainsi que la démonstration de la scalabilité jusqu'à $1000$ processeurs; * l'extension de l'algorithme et de l'implémentation aux cas où les sous-domaines sont répartis en "2D/3D".
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Morin, Olivier. "Calcul des contraintes résiduelles dues au soudage par la méthode des éléments finis". Mémoire, École de technologie supérieure, 2006. http://espace.etsmtl.ca/500/1/MORIN_Olivier.pdf.
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La présente étude a pour but de développer un outil informatique permettant de prédire le niveau de contrainte généré par le procédé de soudage «gaz metal arc-welding» (GMAW). La méthode des éléments finis a été choisie, et a été utilisée à l'aide du logiciel commercial Ansys®. La méthode du double ellipsoïde a été sélectionnée afin de simuler la source de chaleur, en utilisant un maillage composé d'éléments briques à huit noeuds dont la taille varie entre les différentes sections de la pièce. Des analyses de la convergence de la taille du maillage et des incréments de temps ont permis de déterminer les paramètres optimaux pour réaliser la simulation.
La première analyse présentée est celle du dépôt d'un cordon de soudure sur le dessus d'une plaque en acier au carbone simplement supportée. Une première simulation a été réalisée en modélisant seulement la plaque, sans le cordon de soudure. Cette analyse, une fois tous les paramètres de la simulation ajustés, a permis de valider la précision du modèle thermique en obtenant un écart moyen des températures maximales atteintes par les thermocouples de 6,3% par rapport à l'expérimentation. La comparaison des profils des contraintes résiduelles a également permis de constater la concordance entre la simulation et l'expérimentation. Une seconde simulation a été réalisée en ajoutant cette fois la modélisation du cordon de soudure, à l'aide de la méthode «birth and death». L'ajout du cordon de soudure a causé des problèmes au niveau de la taille du modèle à simuler: le nombre d'éléments a dû être diminué afin d'être en mesure de réaliser la simulation à l'intérieur d'un délai raisonnable. Encore une fois, les résultats numériques ont été similaires aux résultats expérimentaux.
La deuxième analyse consistait en la soudure de deux plaques avec préparation en «V» par deux passes de soudure. Tout comme l'analyse précédente, les résultats des températures sont très près de l'expérimentation, avec un écart maximal de 5%. Les profils de contrainte obtenus par la simulation sont similaires à l'expérimentation, mais les valeurs numériques divergent légèrement. Les conditions frontières appliquées semblent être la cause de cette divergence.
La réalisation de ces deux analyses a permis de constater que la simulation du modèle structural est très longue en raison des nombreuses non-linéarités du problème et de l'incrément de temps très court nécessaire à la précision des résultats. Il est donc conseillé de développer un modèle utilisant la méthode du remaillage, dont la particularité est d'avoir un maillage raffiné uniquement dans la région entourant la source de chaleur. C'est donc un maillage dynamique, dont la disposition varie en fonction du déplacement de la source de chaleur.
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Fournier, Francette. "Mise au point d'une méthode de calcul adaptée au bruit de fenestron d'hélicoptères". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1988. http://www.theses.fr/1988ECDLA012.
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Kpegba, Koku Wolali. "Calcul des facteurs d'intensité de contraintes par la méthode de superposition des maillages". Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2299.
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En mecanique de la rupture, nombreux sont les criteres de rupture qui utilisent les facteurs d'intensite de contraintes. Donc la fiabilite de ces criteres depend de la precision des valeurs de ces facteurs d'intensite de contraintes. Dans ce memoire nous proposons une nouvelle technique pour la determination de ces parametres importants de la mecanique de la rupture. Notre technique, utilisant les elements finis et permettant un enrichissement local de l'espace d'approximation elements finis, consiste en une superposition d'un maillage plus fin recouvrant la pointe de fissure independant du maillage global initialement associe au domaine du probleme. Par une technique fonctionnelle speciale les deux solutions sont raccordees. Une methode utilisee pour calculer les facteurs d'intensite de contraintes a partir des resultats de la methode des elements finis consiste a utiliser les invariants integraux. Mais l'une des difficultes principales dans l'utilisation de ces invariants est que les valeurs des facteurs d'intensite de contraintes sont numeriquement dependantes des contours d'integration. Nous proposons deux techniques utilisant les invariants integraux, l'une permettant de surmonter cette dependance numerique des contours, et l'autre permettant une acceleration de la convergence des resultats numeriques vers la valeur theorique par la methode de richardson
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Pavsic, Sylvie. "Calcul d'écoulements autour de corps multiplesApplication à la séparation de charges, méthode chimère". Paris 13, 1994. http://www.theses.fr/1994PA132037.
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L'objet de cette thèse est l'étude, l'implémentation et la mise en œuvre d'une méthode permettant la simulation numérique du largage de charges ou plus généralement d'écoulements autour de configurations complexes comportant des parties mobiles. Une méthode générale de maillages chimère inspirée de la méthode de Benek, Steger et al. A été étudiée et développée dans le code de calcul flu3m de l'onera sous le nom de méthode à recouvrement. Dans cette approche, le domaine entourant chaque corps est discrétisé à l'aide d'un maillage approprié. La réunion de ces domaines, mailles indépendamment les uns des autres, conduit alors à des situations ou l'un des maillages peut être partiellement recouvert par un autre maillage et/ou corps solide. Le pre-processeur chimère réalisé est constitué de deux nouvelles conditions aux limites permettant le transfert des informations et d'une méthode géométrique définissant l'ensemble des points chimère. Dans l'objectif de rendre les coûts de calcul compatibles avec une utilisation de type industriel, on s'est attaché à l'optimisation des algorithmes géométriques. La méthode à recouvrement a été utilisée pour simuler des écoulements de fluide parfait compressible et stationnaire. Cette méthode a été validée sur de nombreux cas bi- et tri-dimensionnels et un cas de calcul de nature industriel (asmp sous mirage 2000) a permis de vérifier la robustesse de la méthode, sa facilité d'utilisation et son aptitude à donner des résultats satisfaisants.
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Chouai, Sihem. "Calcul tridimensionnel des champs électromagnétiques dans les applicateurs par la méthode de relaxation". Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT022H.
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Ce travail présente l'élaboration d'un nouveau solveur électromagnétique adapté au chauffage micro-ondes. La méthode développée est issue d'une description de l'espace par éléments finis combinée à une technique de relaxation. L'obtention de la nouvelle solution est fonction des changements apportés à la structure étudiée (changements du type conditions aux limites) durant la procédure de calcul. L'avantage principal de la méthode est la construction immédiate et à faible coût en trois dimensions de schémas explicites du second ordre en espace basés sur des modèles déterministes plus proches de la réalité physique. De nombreux cas tests numériques de validation en trois dimensions y figurent. Nous montrons enfin, l'intérêt que présente notre approche pour suivre d'une manière naturelle, l'évolution dans le temps du couplage thermoélectrique.
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Léger, Laurent. "Calcul parallèle des racines d'un polynôme à l'aide de la méthode de Weyl". Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES032.
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La résolution d'équations polynomiales, à coefficients réels ou complexes, est un problème qui se rencontre fréquemment en informatique numérique. Dans notre cas, nous avons étudié le comportement, sur machines parallèles, de la méthode de Weyl qui permet de localiser simultanément toutes les racines d'un polynôme. Premièrement, nous rappelons brièvement les propriétés permettant de comparer les diverses méthodes d'approximation (méthodes algébriques, analytiques et géométriques). Ensuite, nous donnons l'algorithme de Weyl en explicitant chacune des étapes qui le composent. Cette méthode repose sur l'application de tests d'exclusion à des carrés, dits suspects, pour localiser les racines. Nous avons donc réalisé une étude de complexité arithmétique pour chacun des tests que nous avons à notre disposition. Puis nous présentons les résultats obtenus avec les premières implémentations de l'algorithme effectuées sur une machine SIMD massivement parallèle Maspar et sur un supercalculateur octoprocesseur Alliant FX-80 à mémoire partagée. Suite à ces résultats, nous nous sommes tournés vers une machine MIMD Cray T3D sur laquelle nous avons travaillé en mode SPMD avec un contrôle des communications effectué par la bibliothèque PVM. Une étude théorique des ressources nécessaires démontre l'espace mémoire indispensable aux calculs. Nous avons également réalisé une étude théorique et pratique de la complexité arithmétique et du coût communication de la méthode ainsi qu'une comparaison avec la méthode de Durand Kerner. Enfin, nous donnons quelques applications de notre algorithme dans les domaines du traitement du signal, de la physique du solide et de la thermodynamique ainsi qu'une comparaison avec la bibliothèque numérique NAG et quelques tests réalisés sur une machine Cray T3E.
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Coquerelle, Mathieu. "Calcul d’interaction fluide-structure par méthode de vortex et application en synthèse d’images". Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0185.
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La simulation de fluides est un problème classique en analyse numérique et en calcul scientifique. Elle prend aujourd'hui une place importante dans le domaine de la synthèse d'images. Ces domaines d'application sont demandeurs de techniques fiables et rapides. Mes travaux concernent le développement de méthodes hybrides Lagrangiennes-Euleriennes en formulation tourbillon, possédant de bonnes propriétés de précision et de rapidité de calcul. Elles sont suffisamment flexibles pour permettre le calcul d'écoulements multi-phasiques et d'interactions fluide-structure. Les interfaces entre les différents milieux sont capturées par une fonction level set. Je propose une nouvelle méthode permettant d'intégrer aisément les interactions avec des solides rigides - par une technique de pénalisation - ainsi que le traitement des collisions. Les résultats obtenus sont validés sur des cas tests, et je propose des exemples d'animations réalistes pour la synthèse d'imagesFluid simulation is a classical problem in numerical analysis and scientific computing. Nowadays it holds a significant place in the computer graphics domain. Those kind of applications are eager of efficient and reliable techniques. My works focus on the development of Lagrangian-Eulerian hybrid methods in a vortex formulation which give good precision and know efficient computation algorithms. Those methods are flexible enough to allow to compute multi-phasic flows as well as fluid-structure interactions. Interfaces between various phases (fluids or solids) are captured by a level set function. I propose a novel method that offers to easily integrate interactions with rigid solids - thanks to a penalization technique - and deal with collisions. The numerical results computed are compared to test cases from the literature and I offer examples of realistic 3D animations for computer graphics
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Weynans, Lisl. "Méthode particulaire multiniveaux pour la dynamique des gaz : application au calcul d'écoulements multifluides". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10292.
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L'objectif de cette these est d'evaluer la capacite d'une methode particulaire inspiree des methodes Vortex-In-Cell a simuler les ecoulements de la dynamique des gaz, et plus particulierement les ecoulements multifluides. Dans un premier temps nous developpons une methode particules-grille avec remaillage pour les ecoulements compressibles non-visqueux. Le remaillage, conservatif, est realise avec des fonctions d'interpolation d'ordre eleve. Nous analysons theoriquement et testons numeriquement cette methode. Nous mettons notamment en evidence des liens forts entre notre methode et des schemas aux differences finies d'ordre eleve, de type Lax-Wendroff, et nous proposons un nouveau schema d'advection des particules, simple et plus precis. Puis nous implantons une technique multi-niveaux inspiree de l'AMR. Enfin, nous discretisons une technique de type level-set sur les particules afin de simuler l'interface entre fluides. Nous utilisons la technique multi-niveaux pour resoudre plus precisement l'interface et d'ameliorer la conservation des masses partiellesThis work is devoted to the evaluation of the ability of a particle-mesh method, inspired from Vortex-In-Cell methods, to simulate gaz dynamics, especially multifluids. We firstly develop a particle-mesh method, associated with a conservative remeshing step, which is performed with high order interpolating kernels. We study theoretically and numerically this method. This analysis gives evidence of a strong relationship between the particle method and high order Lax-Wendroff-like finite difference schemes. We introduce a new scheme, more accurate, for the advection of particles. Then we implement a multilevel technique, inspired from AMR, which allows to increase locally the accuracy of the computations. Finally we develop a level-set like technique, discretized on the particles, to simulate the interface between compressible flows. We use the multilevel technique to improve the interface resolution and the conservation of partial masses
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Ayoub, Rama. "Développement d’une méthode de discrétisation des EDPs basée sur le calcul extérieur discret". Thesis, La Rochelle, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03327048.
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Le DEC (Discrete exterior calculus) est un intégrateur géométrique basé sur le calcul extérieur, qui a été appliqué avec succès dans différents domaines, en particulier en électromagnétisme et en mécanique des fluides isothermes. Sa construction combinatoire garantit que, comme dans le cas continu, l'opérateur dérivé extérieur discret d vérifie la relation fondamentale d²=0. Par conséquent, les relations d'analyse vectorielle telles que div curl = 0 et curl grad = 0 sont naturellement satisfaites à la précision machine. Un opérateur crucial en calcul extérieur est l’opérateur de Hodge. Un choix populaire de l’opéateur de Hodge discret est le Hodge diagonal. Sa construction est basée sur un maillage dual circoncentrique. Dans la première partie de cette thèse, l’application du DEC en mécanique des fluides sur des écoulements anisothermes, en utilisant la formulation fonction de courant est présentée. Ensuite, dans la deuxième partie, une nouvelle construction de l’opérateur de Hodge discret est proposée. Cet opérateur appelé opérateur de Hodge analytique est général, et donc élargit le choix du maillage dual qui peut être basé sur n’importe quel point intérieur (circoncentre, barycentre, incentre …). Des tests numériques révélant des bons résultats sont effectués et la convergence sur différents types de maillages (structurés, non structurés, non-Delaunay) est présentée. Dans la dernière partie de la thèse, nous introduisons l’expression équivalente des conditions aux limites de Neumann dans le contexte du DEC en 2D. La dérivation de cette expression peut s’effectuer sur tout type de maillage et indépendamment du choix de la discrétisation de l'opérateur de Hodge. Cela nous permet de résoudre les équations de Navier-Stokes en variables primaires vitesse-pression via des schémas de prédiction-correction adaptés au DEC. Dans un dernier chapitre, les développements précédents sont étendus au cas 3D. Dans chaque contribution, différents tests numériques évaluant la robustesse et la convergence sur différents types de maillage sont présentésDEC (Discrete exterior calculus) is a geometric integrator based on exterior calculus, which has been successfully applied to different fields, namely to electromagnetism and isothermal fluid mechanics. Its combinatorial construction ensures that, as in the continuous case, the discrete exterior derivative operator d verifies the fundamental relation d²=0. As a consequence, vector analysis relations such as div curl = 0 and curl grad = 0 are naturally satisfied at machine precision during the simulation. A crucial operator in exterior calculus is the Hodge operator. One of the most popular choice of discrete Hodge operator in DEC is the diagonal Hodge. Its construction is based on a circumcentric dual mesh. In this thesis, the application of the DEC in fluid mechanics on anisothermal flows,in the context of a formulation with a stream function is first presented. Then, in the second part of the thesis, a new construction of the discrete Hodge operator is proposed. The new operator called the analytical Hodge operator is general and thus extends the choice of the dual mesh which can be based on any interior point (circumcenter, barycenter, incenter ...). Numerical tests revealing the good results of our construction are performed and convergence on different types of meshes (structured, unstructured, non-Delaunay) is presented.In the last part of the thesis, we introduce the equivalent expression of Neumann boundary conditions in the context of DEC in 2D meshes. The derivation of this expression can be performed on any type of mesh and independently of the choice of discretization of the Hodge operator. This allows us to solve Navier-Stokes equations in primary variables (velocity-pressure) using prediction-correction schemes in the context of DEC. In the last chapter, the previous developments are extended to the 3D case. In each contribution, different numerical tests evaluating robustness and convergence on different types of meshes are presented
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Mesquida, Thomas. "Méthode de calcul et implémentation d’un processeur neuromorphique appliqué à des capteurs évènementiels". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT117/document.
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L’étude du fonctionnement de notre système nerveux et des mécanismes sensoriels a mené à la création de capteurs événementiels. Ces capteurs ont un fonctionnement qui retranscrit les atouts de nos yeux et oreilles par exemple. Cette thèse se base sur la recherche de méthodes bio-inspirés et peu coûteuses en énergie permettant de traiter les données envoyées par ces nouveaux types de capteurs. Contrairement aux capteurs conventionnels, nos rétines et cochlées ne réagissent qu’à l’activité perçue dans l’environnement sensoriel. Les implémentations de type « rétine » ou « cochlée » artificielle, que nous appellerons capteurs dynamiques, fournissent des trains d’évènements comparables à des impulsions neuronales. La quantité d’information transmise est alors étroitement liée à l’activité présentée, ce qui a aussi pour effet de diminuer la redondance des informations de sortie. De plus, n’étant plus contraint à suivre une cadence d’échantillonnage, les événements créés fournissent une résolution temporelle supérieure. Ce mode bio-inspiré de retrait d’information de l’environnement a entraîné la création d’algorithmes permettant de suivre le déplacement d’entité au niveau visuel ou encore reconnaître la personne parlant ou sa localisation au niveau sonore, ainsi que des implémentations d’environnements de calcul neuromorphiques. Les travaux que nous présentons s’appuient sur ces nouvelles idées pour créer de nouvelles solutions de traitement. Plus précisément, les applications et le matériel développés s’appuient sur un codage temporel de l’information dans la suite d'événements fournis par le capteurStudying how our nervous system and sensory mechanisms work lead to the creation of event-driven sensors. These sensors follow the same principles as our eyes or ears for example. This Ph.D. focuses on the search for bio-inspired low power methods enabling processing data from this new kind of sensor. Contrary to legacy sensors, our retina and cochlea only react to the perceived activity in the sensory environment. The artificial “retina” and “cochlea” implementations we call dynamic sensors provide streams of events comparable to neural spikes. The quantity of data transmitted is closely linked to the presented activity, which decreases the redundancy in the output data. Moreover, not being forced to follow a frame-rate, the created events provide increased timing resolution. This bio-inspired support to convey data lead to the development of algorithms enabling visual tracking or speaker recognition or localization at the auditory level, and neuromorphic computing environment implementation. The work we present rely on these new ideas to create new processing solutions. More precisely, the applications and hardware developed rely on temporal coding of the data in the spike stream provided by the sensors
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Phan, Tran Duc Minh. "Une méthode de dualité pour des problèmes non convexes du Calcul des Variations". Thesis, Toulon, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUL0006/document.
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Dans cette thèse, nous étudions un principe général de convexification permettant de traiter certainsproblèmes variationnels non convexes sur Rd. Grâce à ce principe nous pouvons mettre en oeuvre lespuissantes techniques de dualité et ramener de tels problèmes à des formulations de type primal–dualdans Rd+1, rendant ainsi efficace la recherche numérique de minima globaux. Une théorie de ladualité et des champs de calibration est reformulée dans le cas de fonctionnelles à croissance linéaire.Sous certaines hypothèses, cela nous permet de généraliser un principe d’exclusion découvert parVisintin dans les années 1990 et de réduire le problème initial à la minimisation d’une fonctionnelleconvexe sur Rd. Ce résultat s’applique notamment à une classe de problèmes à frontière libre oumulti-phasique donnant lieu à des tests numériques très convaincants au vu de la qualité des interfacesobtenues. Ensuite nous appliquons la théorie des calibrations à un problème classique de surfacesminimales avec frontière libre et établissons de nouveaux résultats de comparaison avec sa varianteoù la fonctionnelle des surfaces minimales est remplacée par la variation totale. Nous généralisonsla notion de calibrabilité introduite par Caselles-Chambolle et Al. et construisons explicitementune solution duale pour le problème associé à la seconde fonctionnelle en utilisant un potentiellocalement Lipschitzien lié à la distance au cut-locus. La dernière partie de la thèse est consacrée auxalgorithmes d’optimisation de type primal-dual pour la recherche de points selle, en introduisant denouvelles variantes plus efficaces en précision et temps calcul. Nous avons en particulier introduit unevariante semi-implicite de la méthode d’Arrow-Hurwicz qui permet de réduire le nombre d’itérationsnécessaires pour obtenir une qualité satisfaisante des interfaces. Enfin nous avons traité la nondifférentiabilité structurelle des Lagrangiens utilisés à l’aide d’une méthode géométrique de projectionsur l’épigraphe offrant ainsi une alternative aux méthodes classiques de régularisationIn this thesis, we study a general principle of convexification to treat certain non convex variationalproblems in Rd. Thanks to this principle we are able to enforce the powerful duality techniques andbring back such problems to primal-dual formulations in Rd+1, thus making efficient the numericalsearch of a global minimizer. A theory of duality and calibration fields is reformulated in the caseof linear-growth functionals. Under suitable assumptions, this allows us to revisit and extend anexclusion principle discovered by Visintin in the 1990s and to reduce the original problem to theminimization of a convex functional in Rd. This result is then applied successfully to a class offree boundary or multiphase problems that we treat numerically obtaining very accurate interfaces.On the other hand we apply the theory of calibrations to a classical problem of minimal surfaceswith free boundary and establish new results related to the comparison with its variant where theminimal surfaces functional is replaced by the total variation. We generalize the notion of calibrabilityintroduced by Caselles-Chambolle and Al. and construct explicitly a dual solution for the problemassociated with the second functional by using a locally Lipschitzian potential related to the distanceto the cut-locus. The last part of the thesis is devoted to primal-dual optimization algorithms forthe search of saddle points, introducing new more efficient variants in precision and computationtime. In particular, we experiment a semi-implicit variant of the Arrow-Hurwicz method whichallows to reduce drastically the number of iterations necessary to obtain a sharp accuracy of theinterfaces. Eventually we tackle the structural non-differentiability of the Lagrangian arising fromour method by means of a geometric projection method on the epigraph, thus offering an alternativeto all classical regularization methods
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Nesnas, Karim. "Sur des méthodes numériques de calcul de structures sous chargements cycliques". Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1144.
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Une nouvelle méthodologie pratique de calcul des structures inélastiques endommageables sous chargements cycliques (fatigue à faible nombre de cycles) a été proposée. L'idée consiste à mettre au point un schéma à deux échelles de temps : - un algorithme implicite pour l'intégration numérique des équations de comportement à l'intérieur d'un cycle (temps court). - un algorithme explicite dans l'espace des cycles (temps long). Pour l'intégration sur le temps court, un algorithme asymptotique a été développé. Il est basé sur une formulation intégrale des relations de comportement endommageable. Cette dernière a été adoptée séparément pour les deux cas de la plasticité et de la viscoplasticité. L'évaluation des formes intégrales obtenues est effectuée grâce à un développement asymptotiques de leur intégrants au voisinage de la borne supérieure du pas de temps d'intégration, conduisant à un algorithme asymptotique implicite. L'avantage de cette procédure est que seulement un système de 3 3 pour la plasticité couplée et 2 2 pour la viscoplasticité couplée, est résolu par un processus itératif. Ce qui est intéressant d'un point de vue numérique. Pour l'intégration sur l'espace des cycles (temps long), on utilise un schéma d'Euler explicite du premier ou du second ordre. Il consiste à calculer un certain nombre de cycles (5 cycles) consécutifs et de réaliser un saut de cycles de pas n, définit par comparaison des différents termes du développement de Taylor. Différentes formules de pas de saut de cycles peuvent être écrites selon les termes retenus dans le développement de Taylor. Le calcul de ce pas est effectué classiquement sur toutes les variables du problème, ce qui pose des difficultés dans l'évaluation du saut de cycles. On montre alors par des exemples numériques l'avantage que l'on tire d'une combinaison des deux schémas décrits précédemment. En premier lieu, le calcul du pas n peut être évalué sur un nombre restreint de variables représentant fidèlement l'évolution de toutes les variables d'état. D'autre part, pour l'extrapolation des variables après le saut, un nombre restreint de variables peut être stocke. La faisabilité d'un tel schéma dans un calcul de structures est vérifiée à travers un certain nombre d'exemples de structures. Les résultats montrent la capacité de ce schéma à modéliser correctement le comportement viscoplastique aussi bien que l'endommagement comparé a un calcul incrémental.
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Nguyen, Manh-Hung. "Developpement d'une méthode de calcul de tenue à la mer avec effets portants par une méthode de singularité de Kelvin". Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2239.
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Nous avons complété le code de tenue à la mer dans le domaine fréquentiel POSEIDON, code de calcul utilisant la méthode des singularités basée sur la fonction de Green de diffraction-radiation avec vitesse d’avance, développée dans l’équipe hydrodynamique du Laboratoire d’Etudes Aérodynamiques de l’Université de Poitiers, par l’introduction des effets portants apparaissant dans les manoeuvres, les voiliers ou les dispositifs de contrôle des mouvements des bateaux. Une condition de Kutta-Joukowski pour la pression instationnaire linéarisée est appliquée pour assurer la continuité au bord de fuite de partie portante et y supprimer toute singularité. On a donc ajouté à la distribution de sources sur la surface du corps, une distribution de doublets sur le squelette du corps et sur des bandes semi infinies du sillage, supposé plan, s’étendant vers l’infini aval. Son intensité sur le sillage est reliée à celle au bord de fuite par le théorème de Kelvin, mais on a du choisir une fonction arbitraire pour la loi de distribution de doublets sur le squelette pour éviter des difficultés numériques. La condition de Kutta-Joukowsky induit, dans les équations, des intégrations spatiales de la dérivée seconde de la fonction de Green, particulièrement difficiles, sur les facettes du squelette, et sur les bandes semi infinies du sillage. Nous les avons calculé en intervertissant les intégrations spatiales et de Fourier, les premières étant calculées analytiquement à partir d’un théorème de Stokes et les secondes numériquement par une méthode de Simpson adaptative. La validation des résultats a d’abord été effectué en aérodynamique où les résultats, tant numériques qu’expérimentaux sont nombreux, avec satisfaction tant pour des grandeurs globales que locales. Nous avons ensuite validé en hydrodynamique pour des profils sous la surface libre que pour des corps perçant celle-ci avec des résultats disponibles. La comparaison est satisfaisante et nous avons vérifié que la satisfaction de la condition de Kutta-Joukowsky était précise et de plus indispensable à l’obtention des résultats cohérents en cas de présenced’effets portants. Deux applications ont été présentées. Dans la première, l’étude des mouvements instationnaires d’un canoë/kayak sous l’action des efforts des pagaies, mesurés à l’aide d’un ergomètre, a été effectuée. La seconde concerne le contrôle du mouvement d’un bateau dans la houle à l’aide d’appendices portants en mouvement forcé de tangage de même fréquence que la houle. On a montré qu’il était possible de diminuer ces mouvements par une combinaison bien choisie de l’amplitude et de la phase du mouvement
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Pirus, Denise. "Imprécisions numériques : méthode d'estimation et de contrôle de la précision en C.A.O". Metz, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1997/Pirus.Denise.SMZ9703.pdf.
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L'objectif de ce mémoire est d'apporter une solution aux problèmes numériques causes par l'emploi de l'arithmétique flottante. Le premier chapitre aborde les problèmes que l'arithmétique en virgule flottante provoque, en particulier dans le cadre de la C. A. O. Nous nous intéressons également aux différentes méthodes et outils existants pour résoudre ces problèmes. Le second chapitre est consacré à l'étude de la propagation des erreurs au cours des algorithmes, principalement l'algorithme correspondant à la détermination de l'intersection de deux droites. L'utilisation de l'analyse différentielle n'est pas suffisante pour obtenir une bonne approximation des erreurs affectant les résultats de calcul. Nous déterminons alors une estimation de la perte de précision au cours du calcul du point d'intersection de deux droites, en fonction de l'angle qu'elles forment, à l'aide de l'arithmétique d'intervalle. Le troisième chapitre présente la méthode cestac (contrôle stochastique des arrondis de calculs) vig 93 qui permet d'estimer le nombre de chiffres significatifs affectant le résultat d'un calcul numérique. Le quatrième chapitre traite du calcul formel, de l'arithmétique rationnelle et de l'utilisation du logiciel pari pour éviter les problèmes causes par l'utilisation de grands entiers. Le cinquième chapitre décrit notre méthodologie qui consiste à déterminer la précision d'un calcul a l'aide de la méthode cestac et qui, si la précision n'est pas suffisante, utilise l'arithmétique rationnelle. Nous modifions aussi les instructions conditionnelles, afin que les tests soient effectués en fonction de la précision des donnéesThe object of this thesis is to bring a solution of numerical problems caused by the use of floating point arithmetic. The first chapter tackles the problems which are induced by the floating point arithmetic. One also develop the different existing methods and tools to solve these problems. The second chapter is devoted to the study of the spreader of errors during algorithms. Differential analysis is not adequate to obtain a good approximation of errors affecting the results of calculation. We next determine an estimation of the loss of precision during the calculation of the intersection point of two lines, according to the angle they draw up. The third chapter presents the method CESTAC (Stochastic checking of rounding of calculaation) [vig 93] which allows to estimate the number of significant digits affecting the result of a numerical calculation. The fourth chapter deals with computer algebra, as with the rational arithmetic and specially with the utilization of software Pari in order to avoid the problems caused by large integers. The fifth chapter describes our methodology which consists to determine the precision of a calculation with the assistance of the method CESTAC and which, if the precision isn't sufficient, uses the rational arithmetic. We also amend the conditional instructions, so that the tests be executed according to the precision of each data
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Japhet, Caroline. "Méthode de décomposition de domaine et conditions aux limites artificielles en mécanique des fluides: méthode Optimisée d'Orde 2". Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00558701.
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Ce travail a pour objet le développement et l'étude d'une méthode de décomposition de domaine, la méthode Optimisée d'Ordre 2 (OO2), pour la résolution de l'équation de convection-diffusion. Son atout principal est de permettre d'utiliser un découpage quelconque du domaine, sans savoir à l'avance où sont situés les phénomènes physiques tels que les couches limites ou les zones de recirculation. La méthode OO2 est une méthode de décomposition de domaine sans recouvrement, itérative, parallélisable. Le domaine de calcul est divisé en sous-domaines, et on résout le problème de départ dans chaque sous-domaine, avec des conditions de raccord spécifiques sur les interfaces des sous-domaines. Ce sont des conditions différentielles d'ordre 1 dans la direction normale et d'ordre 2 dans la direction tangente à l'interface qui approchent, par une procédure d'optimisation, les Conditions aux Limites Artificielles (CLA). L'utilisation des CLA en décomposition de domaine permet de définir des algorithmes stables. Une reformulation de la méthode de Schwarz conduit à un problème d'interface. Celui-ci est résolu par une méthode itérative de type Krylov (BICG-STAB, GMRES, GCR). La méthode est appliquée à un schéma aux différences finies décentré, puis à un schéma volumes finis. Un préconditionneur ``basses fréquences'' est ensuite introduit et étudié, dans le but d'avoir une convergence indépendante du nombre de sous-domaines. Ce préconditionneur est une extension aux problèmes non-symétriques d'un préconditionneur utilisé pour des problèmes symétriques. Enfin, l'utilisation de conditions différentielles d'ordre 2 le long de l'interface nécessite d'ajouter des conditions de raccord aux points de croisement des sous-domaines. Une étude est menée a ce sujet, qui permet de montrer que les problèmes dans chaque sous-domaine sont bien posés.
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Zidani, Fethi. "Programme pour le calcul des structures hétérogènes par éléments finis mixtes". Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10110.
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L'emploi d'elements finis mixtes se developpe, en raison de leur interet pour la modelisation de situations complexes, telles que les interfaces. Toutefois les programmes classiques d'elements finis ne permettent pas de traiter convenablement les elements mixtes, les elements mixtes d'interface, ou le melange d'elements de tous types. Nous presentons dans ce travail des methodes de stockage, gestion et resolution des equations permettant de resoudre ces difficultes. Elles utilisent un classement des degres de liberte en deux, trois ou quatre types suivant la nature des elements employes. Cette reorganisation permet de contourner les problemes de mauvais conditionnement de la matrice globale et la fait qu'elle n'est pas definie positive. Nous pouvons ainsi resoudre le systeme d'equations en appliquant la methode d'elimination de gauss sans recherche de pivot. Une etude de l'influence des methodes de stockage sur les temps de calcul et une etude comparative des temps de calcul entre methode de separation des variables et d'autres methodes de la litterature sont presentees. Nous avons particulierement adapte ces methodes a des micro-ordinateurs et des stations de travail de faible cout, en raison de la diffusion toujours plus grande de ces materiels dans l'industrie. Comme exemples d'applications, un assemblage a double recouvrement, un assemblage en biseau et un assemblage de tubes en composite sont presentes et permettent d'evaluer les capacites et les performances de notre programme
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Proslier, Laurent. "Sur une méthode simplifiée pour le calcul des structures tridimensionnelles en statique et en dynamique : la R.D.M. 3 d" et ses extensions". Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066406.
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On présente ici une approche en calcul des structures appelée r. D. M. Tridimensionnelle qui permet de calculer correctement en elastostatique les contraintes a l'intérieur d'une structure compacte, et en vibration les premières fréquences propres. Le but est de déterminer rapidement ces grandeurs, ceci à la prise d'une moins bonne précision. On construit en elastostatique et en vibration une formulation variationnelle du problème ainsi qu'une approximation des solutions qui conduisent a une résolution en dimension finie. Un logiciel de calcul a été mis au point pour l'application aux problèmes de dimensionnement de structures complexes en c. A. O. Numériquement, il ne nécessite que la résolution de systèmes linéaires de petites dimensions. Plusieurs exemples numériques sont montres
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Berlu, Pascal. "Calcul des efforts subis par les éoliennes de moyenne et forte puissance". Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-17.pdf.
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Les éoliennes de grande taille sont des systèmes mécaniques complexes composes de corps flexibles soumis à des efforts en grande partie aléatoires. Ces machines peuvent être classées dans la catégorie des systèmes souples polyarticulés. La majorité des codes de calcul des efforts subis par les éoliennes développés jusqu'alors, se sont surtout focalisés sur la prédiction des efforts aérodynamiques s'exerçant sur le rotor. En outre, ils adoptent très souvent des hypothèses trop simplificatrices sur le comportement dynamique de ce type de machine. Cette thèse s'efforce de combler cette lacune, en proposant une démarche de calcul principalement fondée sur les formalismes récents, relatifs à l'étude dynamique des systèmes souples polyarticulés. L'application du formalisme de Kane et d'un schéma topologique arborescent débouché sur une écriture récursive des équations de la dynamique, adaptée à une transposition algorithmique du problème. Les souplesses des différents corps sont introduites par le biais de leur représentation modale. Les pales constituant la partie principale de la machine, leur représentation modale doit refléter leur comportement réel. Par conséquent, elle découle d'une modélisation éléments finis de type poutre, prenant en compte leur géométrie complexe ainsi que l'anisotropie des matériaux qui les composent. Les efforts aérodynamiques sont, quant à eux, déterminés par l'application de la théorie combinée ou tourbillonnaire (type sillage prescrit). La résolution du système d'équations est fondée sur un schéma d'intégration temporelle. Un code de calcul a été écrit sur la base de ces développements, permettant un calcul des efforts en régime de vent stationnaire.
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Sequeira, Nunes Antao Armando Manuel. "Analyse de la stabilité des ouvrages souterrains par une méthode cinématique régularisée". Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529362.
Texto completoResumen
Cette thèse traite le problème de la stabilité des ouvrages souterrains creusés en terrain meuble à faible profondeur. La stabilité de ce type d'ouvrages est normalement étudiée en utilisant des méthodes justifiées par l'expérience mais dont les hypothèses ne sont pas toutes cohérentes au plan mécanique. L'application systématique du calcul à la rupture et de l'analyse limite fournit des encadrements pour les chargements conduisant à la rupture d'un système donné. Le mémoire décrit la mise en oeuvre numérique d'une forme régularisée de l'approche cinématique de l'analyse limite pour l'étude de la stabilité des ouvrages souterrains. La résistance des sols est modélisée par des critères de Tresca, de Tresca tronqué en traction et de Mohr-Coulomb en conditions bidimensionnelles, et par des critères de Tresca et de Mohr-Coulomb pour les calculs tridimensionnels. Les calculs reproduisent les modes de rupture observés dans les travaux souterrains et sur modèles. Les charges limites calculées sont voisines des valeurs expérimentales.