Дисертації з теми "Approche à interface diffuse"
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Ait-Ali, Takfarines. "Modélisation de la cavitation par une approche à interface diffuse avec prise en compte de la tension de surface." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0024/document.
Анотація:
La cavitation est la transformation d'un liquide en vapeur qui est causée par une chute de pression en dessous de la pression de saturation vapeur. Ce phénomène se manifeste le plus souvent dans les turbomachines qui sont en interaction avec des liquides. On peut citer les pompes hydrauliques, les injecteurs, les inducteurs ou encore les hélices de bateaux. Vue les effets néfastes qu'elle engendre : bruit, vibrations, détérioration du métal et baisse des performances (chute des rendements et pertes de charges), sa prise en compte est indispensable dans le design des turbomachines. Cette thèse a pour objectif de modéliser ce phénomène de manière à reproduire la nucléation, la convection et l'implosion des bulles de cavitation. Nous nous basons sur un modèle à interface diffuse (le modèle d'équilibre homogène) sur lequel nous greffons un modèle de tension de surface basé sur les équations de Navier Stokes & Korteweg compressibles. Nous réalisons en somme une étude sur l'influence de la tension de surface sur le phénomène de collapse. Nous utilisons un code de volumes finis dont la discrétisation spatiale est assurée par méthode des moindres carrés mobiles. Combinée à un solveur de Riemann de type SLAU, le modèle numérique permet d'outre passer les difficultés liés à la nature du phénomène de cavitation qui sont principalement les forts gradients qui subsistent à travers l'interface liquide-vapeur. L'autre point traité dans la thèse est la détermination d'un coefficient capillaire numérique qui correspond à une tension de surface réelle en fonction de l'épaisseur de l'interface artificiellement élargie pour un maillage donnéCavitation is the transformation of a liquid into vapor which is caused by a pressure drop below the vapor saturation pressure. This phenomenon usually occurs in turbine engines that interact with liquids like: hydraulic pumps, injectors, inductors or boat propellers. View its negative effects: noise, vibrations, damage to the metal and decreased performance, it should be included in the design of turbomachinery The main objective of this thesis is to model this phenomenon so as to reproduce the nucleation, convection and the implosion of cavitation bubbles. We rely on a diffuse interface model (the homogeneous equilibrium model) on which we graft a surface tension model based on compressible Navier Stokes & Korteweg equations. We study the influence of surface tension on the bubble collapse. We used a finite volume approach whose spatial discretization is made by moving least squared method. Coupled with a Riemann solver called SLAU, the numerical model can go further difficulties related to the nature of the cavitation phenomenon which is mainly the strong gradients that remain through the liquid-vapor interface. Another issue addressed in this thesis is the determination of a numerical capillary coefficient which corresponds to a real surface tension in function of the thickness of the artificially extended interface for a given mesh
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Diedhiou, Moussa Mory. "Approche mixte interface nette-diffuse pour les problèmes d'intrusion saline en sous-sol : modélisation, analyse mathématique et illustrations numériques." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS023/document.
Анотація:
Le contexte du sujet est la gestion des systèmes aquifères, en particulier le contrôle de leur exploitation et de leur éventuelle pollution. Comme exemple d'application, nous nous focalisons sur le problème d'eau salée dans les aquifères côtiers. Plus généralement, le travail s'applique à tout écoulement miscible et stratifié dans un milieu poreux faiblement déformable. Le but est d'obtenir un modèle robuste pour modéliser le déplacement des fronts de l'eau salée et de la surface supérieure de l'aquifère. Nous avons proposé une approche mixte entre interface diffuse et interface abrupte ce qui a l'avantage de respecter la réalité physique du problème tout en conservant l'efficacité numérique. De plus, nous réussissons à modéliser ce problème 3D par un modèle dynamique 2D où la 3ème dimension est traitée via l'évolution des fronts d'eau salée et de la surface libre supérieure de l'aquifère en prenant en compte l'épaisseur des zones de transition (transition entre eau salée et eau claire, transition entre zone saturée et zone insaturée). Le modèle est basé sur les lois de conservation dans le domaine de l'eau salée et dans celui de l'eau douce, les deux domaines (à frontière libre) étant couplés par un modèle intermédiaire de changement de phase. De plus, nous avons effectué des simulations numériques pour comparer notre modèle 2D issu de l'approche mixte avec un modèle 3D d'écoulement de deux fluides miscibles en milieu compressible saturé. Puis, des simulations sont faites sur notre modèle 2D pour illustrer son efficacité (cette fois dans le cas insaturé)The context of the subject is the management of aquifers, in especially the control of their operations and their possible pollution. A critical case is the saltwater intrusion problem in costal aquifers. The goal is to obtain efficient and accurate models to simulate the displacement of fresh and salt water fronts in coastal aquifer for the optimal exploitation of groundwater. More generally, the work applies for miscible and stratified displacements in slightly deformable porous media. In this work we propose an original model mixing abrupt interfaces/diffuse interfaces approaches. The advantage is to adopt the (numerical) simplicity of a sharp interface approach, and to take into account the existence of diffuse interfaces. The model is based on the conservation laws written in the saltwater zone and in the freshwater zone, these two free boundary problems being coupled through an intermediate phase field model. An upscaling procedure let us reduce the problem to a two-dimensional setting. The theoretical analysis of the new model is performed. We also present numerical simulations comparing our 2D model with the classical 3D model for miscible displacement in a confined aquifer. Physical predictions from our new model are also given for an unconfined setting
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Kirov, Nikolay. "Simulation numérique de l’écoulement air-huile dans une enceinte moteur." Electronic Thesis or Diss., Toulouse, ISAE, 2024. http://www.theses.fr/2024ESAE0015.
Анотація:
La tendance actuelle vers des moteurs d'avion plus puissants et plus économes en carburant crée le besoin de roulements capables de transférer des charges mécaniques plus élevées entre les composants rotatifs et fixes de la machine, à des températures extrêmes et à des régimes moteur plus élevés. Les roulements nécessitent d'être lubrifié en permanence avec une huile spécialisée afin de réduire les frottements, de dissiper la chaleur, d'éloigner les minuscules débris et ainsi d'assurer l'intégrité mécanique du moteur.Les débits massiques d'huile qui en résultent au sein du moteur sont importants et le lubrifiant doit donc être recyclé en permanence via un système de recirculation d'huile. En conséquence, les roulements sont enfermés dans des enceintes, constitués de joints étanchéités et des roulements eux-mêmes. Les enceintes à huile sont essentiellement des chambres étanches adjacentes aux roulements, ou parfois les enfermant, dans lesquelles l'huile éjectée est canalisée après la lubrification. Ils sont généralement scellés avec de l'air sous pression du côté opposé, qui passe à travers un joint labyrinthe afin d'empêcher tout écoulement sortant. En règle générale, une ouverture d'orifice de ventilation est incluse sur le dessus pour permettre à l'air de s'échapper, et une ouverture d'orifice de récupération est située près du bas pour ramener l'huile vers les pompes de récupération d'huile vers le réservoir.À l'intérieur de l'enceinte, l'huile et l'air forment un écoulement complexe à deux phases, dans lequel les effets centrifuges, le cisaillement aérodynamique et les forces de gravité provoquent la dispersion de la majorité de l'huile dans l' enceinte huile et s'accumulent sous forme de film dans les parois extérieures. Un transfert de chaleur de ces parois vers l'huile pré-refroidie à lieu, lui conférant ainsi une fonction secondaire importante : absorber une partie de la chaleur et donc refroidir l'enceinte. Il est cependant important que l'huile des roulements soit collectée et renvoyée au réservoir avant d'atteindre des températures trop élevées, afin d'éviter la cokéfaction ou, pire encore, l'inflammation, qui pourrait déclencher un incendie dans l'enceinte. La physique complexe des écoulements diphasiques conduit à un problème d'optimisation qui ne peut être résolu que via des simulations numériques.À ce jour, une quantité considérable d’incertitude demeure quant à la pratique de modélisation informatique la plus optimale pour une simulation précise, fiable et rentable des chambres de roulements dans différentes conditions de fonctionnement. L'objectif de cette thèse est donc de tester plusieurs approches de modélisation numérique pour la simulation d'un banc d'essai simplifié de enceinte, ici nommé ELUBSYS, pour lequel certaines mesures expérimentales sont disponibles et peuvent être utilisées pour fournir des moyens de validation desdites approches. Il s’agit, à savoir, d’une approche interfaciale multi-fluide à interface diffuse, d’une approche simplifiée Eulerian Integral Thin Film (EITF), d’une approche à phase dispersée Lagrangienne (Disperse Particles Model, DPM) et, enfin, d’une approche couplée EITF-DPM. Au cours de toutes ces investigations, de nouvelles connaissances ont été acquises sur les caractéristiques de l'écoulement, les paramètres d'influence et les performances globales, par rapport aux données expérimentales pour deux configurations de chambres de roulements sous une variété de débits massiques d'huile et de vitesses de rotation de l'arbre.La méthodologie couplée EITF-DPM s'est avérée obtenir une bonne précision pour les mesures de distribution d'épaisseur de film pour un coût contenu et pour une variété de régimes de fonctionnementThe current trend towards more powerful and fuel-efficient aircraft engines produces the need for bearings, capable of transferring higher mechanical loads between rotating and stationary machine components, at extreme temperatures and higher engine speeds. The bearings demand lubrication oil at all times in order to reduce friction, dissipate heat, drive tiny debris away and therefore ensure the mechanical integrity of the engine.The resulting oil mass flow rates within the engine are significant and thus the lubricant must be continuously recycled via an oil recirculation system. As a result, the bearings are encompassed within oil sumps, consisting of chambers, seals and the bearings themselves. The bearing chambers are essentially sealed chambers adjacent to, or sometimes enclosing the bearings, whereby the ejected oil is channeled into after lubrication. They are typically sealed with pressurised air on the opposite side, which is passed through a labyrinth seal in order to provide flow obstruction. Typically, a vent port opening is included on the top for the air to escape, and a scavenge port opening is located near the bottom to lead the oil to the oil scavenge pumps back to the reservoir.While still contained within the bearing chamber, the oil and the air form a complex two-phase flow, whereby centrifugal effects, aerodynamic shear and gravity forces cause the majority of the oil to disperse within the bearing chamber and accumulate as film on its outer stationary walls. Heat transfer from these walls to the pre-cooled oil takes place, therefore giving it an important secondary function - to absorb some of the heat and therefore cool the bearing chamber enclosure. It is important, however, that the oil from the bearings is collected and returned to the reservoir before reaching temperatures that are too high, in order to avoid coking or even worse - ignition, that can start a fire within the bearing chamber. The complex two-phase flow physics lead to an optimisation problem which can only be tackled via numerical simulations.To date, a considerable amount of uncertainty remains concerning the most optimal computational modelling practice for the accurate, reliable and cost-efficient simulation of bearing chambers across different operating conditions. The objective of this thesis, is therefore to test several computational modelling approaches for the simulation of a simplified bearing chamber test rig, hereby named ELUBSYS, for which some experimental measurements are available that can be used to provide means of validation of the said approaches. These are, namely, an interfacial multi-fluid diffuse-interface approach, an Eulerian Integral Thin Film (EITF) approach, a two-way coupled Discrete Parcel Method approach, and, lastly, an EITF-DPM coupled approach. During all of these investigations, new knowledge has been gained for the flow field characteristics, influencing parameters and overall predictory performance, as compared to the experimental data for two bearing chamber configurations under a variety of oil mass flow rates and shaft rotational speeds.The cost-efficient coupled EITF-DPM methodology proposed within this thesis was found to obtain good accuracy for the film thickness distribution measurements for a variety of operating conditions
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Cordesse, Pierre. "Contribution to the study of combustion instabilities in cryotechnic rocket engines : coupling diffuse interface models with kinetic-based moment methods for primary atomization simulations." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASC016.
Анотація:
Gardiens de l’espace, les lanceurs de fusée font l’objet d’une amélioration continue et concurrentielle, grâce à des campagnes de tests expérimentaux et numériques. Les simulations prédictives sont devenues indispensables pour accroître notre compréhension de la physique. Ajustables, elles se prêtent parfaitement à la conception et l’optimisation, en particuliers de la chambre de combustion, pour garantir la sureté et maximiser l’efficacité. L’atomisation primaire est l’un des phénomènes déterminants de la combustion du combustible et de l’oxydant, pilotant à la fois la distribution de gouttes et les potentielles instabilités hautes-fréquences en conditions sous-critiques. Elle couvre un large spectre de topologies d’écoulement diphasique, depuis ceux de type phases séparées jusqu’à la phase dispersée, en passant par une région mixte caractérisée par la complexité de la physique à petites échelles et de la topologie de l’écoulement. Les modèles d’ordre réduit constituent de bons candidats pour réaliser des simulations numériques prédictives et relativement peu coûteuses en ressource de calcul sur des configurations industrielles. Cependant, jusqu’à présent ils ne décrivent correctement que la dynamique des grandes échelles et doivent donc être couplés à des modèles de phase dispersée nécessitant un réglage minutieux de paramètres pour prédire la formation du spray. Afin de décrire à la fois les régions mixte et dispersée, l’amélioration de la hiérarchie de modèles d’ordre réduit repose sur quelques principes clefs au cœur de la thèse ci-présente et fournit des problèmes interdisciplinaires faisant appel tant à l’analyse mathématique et la modélisation physique de ces systèmes d’EDP qu’à leur discrétisation numérique et leur implémentation dans des codes de CFD à des fins industriels. Grâce d’une part à l’extension de la théorie des équations de conservation supplémentaires à des systèmes impliquant des termes non-conservatifs et d’autre part à un formalisme de thermodynamique multi-fluide tenant compte des effets non-idéaux, nous proposons de nouvelles pistes pour définir une entropie de mélange strictement convexe et consistante avec le système d’équation et les lois de pression, dans le but de permettre la symmétrisation entropique des modèles diphasiques, de prouver leur hyperbolicité et d’obtenir des termes sources généraux. De plus, en rompant avec la vision géométrique de l’interface, nous proposons une description multi-échelle de l’interface pour décrire un mélange multi-fluide comportant une dynamique interfaciale complexe. Le Principe de Moindre Action a permis de dériver un modèle bifluide à une vitesse couplant grandes et petites échelles de l’écoulement. Nous avons ensuite développé une stratégie de séparation d’opérateurs basée sur la discrétisation par Volumes Finis, et nous avons implémenté le nouveau modèle dans le logiciel industriel multiphysique de CFD, CEDRE, de l’ONERA afin d’évaluer numériquement ce dernier. Enfin, nous avons construit et analysé les fondations d’une hiérarchie de cas tests accessibles à la DNS tout en étant au plus proche de configurations industrielles, dans le but d’évaluer les résultats de simulations du nouveau modèle ou de tout autre modèle à venirGatekeepers to the open space, launchers are subject to intense and competitive enhancements, through experimental and numerical test campaigns. Predictive numerical simulations have become mandatory to increase our understanding of the physics. Adjustable, they provide early-stage optimization processes, in particular of the combustion chamber, to guaranty safety and maximize efficiency. One of the major physical phenomenon involved in the combustion of the fuel and oxidizer is the jet atomization, which pilotes both the droplet distributions and the potential high-frequency instabilities in subcritical conditions. It encompasses a large sprectrum of two-phase flow topologies, from separated phases to disperse phase, with a mixed region where the small scale physics and topology of the flow are very complex. Reduced-order models are good candidates to perform predictive but low CPU demanding simulations on industrial configurations but have only been able so far to capture large scale dynamics and have to be coupled to disperse phase models through adjustable and weakly reliable parameters in order to predict spray formation. Improving the hierarchy of reduced order models in order to better describe both the mixed region and the disperse region requires a series of building blocks at the heart of the present work and give on to complex problems in the mathematical analysis and physical modelling of these systems of PDE as well as their numerical discretization and implementation in CFD codes for industrial uses. Thanks to the extension of the theory on supplementary conservative equations to system of non-conservation laws and the formalism of the multi-fluid thermodynamics accounting for non-ideal effects, we give some new leads to define a strictly convex mixture entropy consistent with the system of equations and the pressure laws, which would allow to recover the entropic symmetrization of two-phase flow models, prove their hyperbolicity and obtain generalized source terms. Furthermore, we have departed from a geometric approach of the interface and proposed a multi-scale rendering of the interface to describe multi-fluid flow with complex interface dynamics. The Stationary Action Principle has returned a single velocity two-phase flow model coupling large and small scales of the flow. We then have developed a splitting strategy based on a Finite Volume discretization and have implemented the new model in the industrial CFD software CEDRE of ONERA to proceed to a numerical verification. Finally, we have constituted and investigated a first building block of a hierarchy of test-cases designed to be amenable to DNS while close enough to industrial configurations in order to assess the simulation results of the new model but also to any up-coming models
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Villanueva, Walter. "Diffuse-Interface Simulations of Capillary Phenomena." Doctoral thesis, Stockholm : Kungl. tekniska högskolan, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-4402.
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Schaubeck, Stefan [Verfasser], and Helmut [Akademischer Betreuer] Abels. "Sharp interface limits for diffuse interface models / Stefan Schaubeck. Betreuer: Helmut Abels." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2013. http://d-nb.info/1047236966/34.
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Marth, Wieland. "Hydrodynamic Diffuse Interface Models for Cell Morphology and Motility." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-204651.
Анотація:
In this thesis, we study mathematical models that describe the morphology of a generalized biological cell in equilibrium or under the influence of external forces. Within these models, the cell is considered as a thermodynamic system, where streaming effects in the cell bulk and the surrounding are coupled with a Helfrich-type model for the cell membrane. The governing evolution equations for the cell given in a continuum formulation are derived using an energy variation approach. Such two-phase flow problems that combine streaming effects with a free boundary problem that accounts for bending and surface tension can be described effectively by a diffuse interface approach. An advantage of the diffuse interface approach is that models for e.g. different biophysical processes can easily be combined. That makes this method suitable to describe complex phenomena such as cell motility and multi-cell dynamics. Within the first model for cell motility, we combine a biological network for GTPases with the hydrodynamic Helfrich-type model. This model allows to account for cell motility driven by membrane protrusion as a result of actin polymerization. Within the second model, we moreover extend the Helfrich-type model by an active gel theory to account for the actin filaments in the cell bulk. Caused by contractile stress within the actin-myosin solution, a spontaneous symmetry breaking event occurs that lead to cell motility. In this thesis, we further study the dynamics of multiple cells which is of wide interest since it reveals rich non-linear behavior. To apply the diffuse interface framework, we introduce several phase field variables to account for several cells that are coupled by a local interaction potential. In a first application, we study white blood cell margination, a biological phenomenon that results from the complex relation between collisions, different mechanical properties and lift forces of red blood cells and white blood cells within the vascular system. Here, it is shown that inertial effects, which can become of relevance in various parts of the cardiovascular system, lead to a decreasing tendency for margination with increasing Reynolds number. Finally, we combine the active polar gel theory and the multi-cell approach that is capable of studying collective migration of cells. This hydrodynamic approach predicts that collective migration emerges spontaneously forming coherently-moving clusters as a result of the mutual alignment of the velocity vectors during inelastic collisions. We further observe that hydrodynamics heavily influence those systems. However, a complete suppression of the onset of collective migration cannot be confirmed. Moreover, we give a brief insight how such highly coupled systems can be treated numerically using finite elements and how the numerical costs can be limited using operator splitting approaches and problem parallelization with OPENMPDiese Dissertation beschäftigt sich mit mathematischen Modellen zur Beschreibung von Gleichgewichts- und dynamischen Zuständen von verallgemeinerten biologischen Zellen. Die Zellen werden dabei als thermodynamisches System aufgefasst, bei dem Strömungseffekte innerhalb und außerhalb der Zelle zusammen mit einem Helfrich-Modell für Zellmembranen kombiniert werden. Schließlich werden durch einen Energie-Variations-Ansatz die Evolutionsgleichungen für die Zelle hergeleitet. Es ergeben sie dabei Mehrphasen-Systeme, die Strömungseffekte mit einem freien Randwertproblem, das zusätzlich physikalischen Einflüssen wie Biegung und Oberflächenspannung unterliegt, vereinen. Um solche Probleme effizient zu lösen, wird in dieser Arbeit die Diffuse-Interface-Methode verwendet. Ein Vorteil dieser Methode ist, dass es sehr einfach möglich ist, Modelle, die verschiedenste Prozesse beschreiben, miteinander zu vereinen. Dies erlaubt es, komplexe biologische Phänomene, wie zum Beispiel Zellmotilität oder auch die kollektive Bewegung von Zellen, zu beschreiben. In den Modellen für Zellmotilität wird ein biologisches Netzwerk-Modell für GTPasen oder auch ein Active-Polar-Gel-Modell, das die Aktinfilamente im Inneren der Zellen als Flüssigkristall auffasst, mit dem Multi-Phasen-Modell kombiniert. Beide Modelle erlauben es, komplexe Vorgänge bei der selbst hervorgerufenen Bewegung von Zellen, wie das Vorantreiben der Zellmembran durch Aktinpolymerisierung oder auch die Kontraktionsbewegung des Zellkörpers durch kontraktile Spannungen innerhalb des Zytoskelets der Zelle, zu verstehen. Weiterhin ist die kollektive Bewegung von vielen Zellen von großem Interesse, da sich hier viele nichtlineare Phänomene zeigen. Um das Diffuse-Interface-Modell für eine Zelle auf die Beschreibung mehrerer Zellen zu übertragen, werden mehrere Phasenfelder eingeführt, die die Zellen jeweils kennzeichnen. Schließlich werden die Zellen durch ein lokales Abstoßungspotential gekoppelt. Das Modell wird angewendet, um White blood cell margination, das die Annäherung von Leukozyten an die Blutgefäßwand bezeichnet, zu verstehen. Dieser Prozess wird dabei bestimmt durch den komplexen Zusammenhang zwischen Kollisionen, den jeweiligen mechanischen Eigenschaften der Zellen, sowie deren Auftriebskraft innerhalb der Adern. Die Simulationen zeigen, dass diese Annäherung sich in bestimmten Gebieten des kardiovaskulären Systems stark vermindert, in denen die Blutströmung das Stokes-Regime verlässt. Schließlich wird das Active-Polar-Gel-Modell mit dem Modell für die kollektive Bewegung vom Zellen kombiniert. Dies macht es möglich, die kollektive Bewegung der Zellen und den Einfluss von Hydrodynamik auf diese Bewegung zu untersuchen. Es zeigt sich dabei, dass der Zustand der kollektiven gerichteten Bewegung sich spontan aus der Neuausrichtung der jeweiligen Zellen durch inelastische Kollisionen ergibt. Obwohl die Hydrodynamik einen großen Einfluss auf solche Systeme hat, deuten die Simulationen nicht daraufhin, dass Hydrodynamik die kollektive Bewegung vollständig unterdrückt. Weiterhin wird in dieser Arbeit gezeigt, wie die stark gekoppelten Systeme numerisch gelöst werden können mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode und wie die Effizienz der Methode gesteigert werden kann durch die Anwendung von Operator-Splitting-Techniken und Problemparallelisierung mittels OPENMP
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Dunbar, Oliver. "A diffuse interface model of surfactants in multi-phase flow." Thesis, University of Warwick, 2017. http://wrap.warwick.ac.uk/99133/.
Анотація:
We investigate a free boundary problem arising in fluid dynamics, by modelling multiple incompressible fluids over subdomains with different material quantities, and in the presence of surface tension reducing chemicals known as surfactants. We construct a free energy for this system, and we require it obey the second law of thermodynamics, leading to the formulation of an energy minimisation problem (the sharp problem). This problem is degenerate, so we regularise it by constructing a new energy of Ginzburg-Landau type, parametrised by a (small) constant ε > 0 and when ε → 0 the sharp problem is recovered in the sense of Γ-convergence. This multi-phase energy is formed from a multiwell potential and gradient term, and the minimisers are known as phase field variables. The phase field variables approximate characteristic functions of the subdomains, and the model is rewritten as functions of them. Beneficially, the energy analysis can be repeated as before to obtain a diffuse interface model. We construct and perform numerical analysis of a novel discretisation scheme for a Cahn-Hilliard Navier-Stokes system. Here we create a fractional-theta coupling scheme which is importantly proved to be of second order in time. The key property of this scheme is that it uses weighted operator splitting to separate the different nonlinearities that appear in a Cahn-Hilliard Navier-Stokes system. That is, the Cahn-Hilliard multiwell potential, the incompressibility condition and the convection. We discuss stability and the extension to surfactants. We implement the novel scheme in DUNE (Distributed Unified Numerics Environment), a finite element package and use simulation to run tests to validate the stability and consistency of the schemes, convergence of the diffuse interface model with respect to its parametrisation, and flexibility for the code development.
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Lam, Kei Fong. "Diffuse interface models of soluble surfactants in two-phase fluid flows." Thesis, University of Warwick, 2014. http://wrap.warwick.ac.uk/62686/.
Анотація:
Surface active agents (surfactants) reduce the surface tension of fluid interfaces and, via surface tension gradients, can lead to tangential forces resulting in the Marangoni effect. Biological systems take advantage of their impact on fluids with interfaces, but surfactants are also important for industrial applications such as processes of emulsification or mixing. Surfactants can be soluble in at least one of the fluid phases and the exchange of surfactants between the bulk phases and the fluid interfaces is governed by the process of adsorption and desorption. One can compute the interfacial surfactant density from the bulk surfactant density by assuming that the interface is in equilibrium with the adjacent bulk phase and imposing a closure relation (known as adsorption isotherm) between the two quantities. The assumption (known as instantaneous adsorption) is valid when the process of adsorption to the interface is fast compared to the kinetics in the bulk phases. However, it is not valid in the context of ionic surfactant systems, or when the diffusion is not limited to a thin layer. In this thesis, we derive two types of mathematical models for two-phase flow with a soluble surfactant that can account for both instantaneous and non-instantaneous adsorption. The first type is a sharp interface model, in which the interface is modelled by moving hypersurfaces. While the second type is a phase field model, in which the interface is a region of small, nonzero thickness where there is some microscopic mixing of the two fluids. Both types of models are shown to satisfy energy inequalities which guarantee thermodynamical consistency. Via a formal asymptotic analysis, we show the phase field models are related to sharp interface models in the limit that the interfacial width tends to zero. Flexibility with respect to the choice of bulk and surface free energies allows us to realise various isotherms and relations of state between surface tension and surfactant. We present some numerical simulations to support the asymptotic analysis and display the effectiveness of the our approach. As a first step towards an analysis of our models, we consider sharp interface and phase field models for soluble surfactants in a static situation. The surfactant equations become a linear elliptic coupled bulk-surface partial differential equation, and our main result is the rigorous convergence of the weak solution of the phase field models to the weak solution of the sharp interface models.
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Aland, Sebastian, Sabine Egerer, John Lowengrub, and Axel Voigt. "Diffuse interface models of locally inextensible vesicles in a viscous fluid." Elsevier, 2014. https://htw-dresden.qucosa.de/id/qucosa%3A32307.
Анотація:
We present a new diffuse interface model for the dynamics of inextensible vesicles in a viscous fluid with inertial forces. A new feature of this work is the implementation of the local inextensibility condition in the diffuse interface context. Local inextensibility is enforced by using a local Lagrange multiplier, which provides the necessary tension force at the interface. We introduce a new equation for the local Lagrange multiplier whose solution essentially provides a harmonic extension of the multiplier off the interface while maintaining the local inextensibility constraint near the interface. We also develop a local relaxation scheme that dynamically corrects local stretching/compression errors thereby preventing their accumulation. Asymptotic analysis is presented that shows that our new system converges to a relaxed version of the inextensible sharp interface model. This is also verified numerically. To solve the equations, we use an adaptive finite element method with implicit coupling between the Navier-Stokes and the diffuse interface inextensibility equations. Numerical simulations of a single vesicle in a shear flow at different Reynolds numbers demonstrate that errors in enforcing local inextensibility may accumulate and lead to large differences in the dynamics in the tumbling regime and smaller differences in the inclination angle of vesicles in the tank-treading regime. The local relaxation algorithm is shown to prevent the accumulation of stretching and compression errors very effectively. Simulations of two vesicles in an extensional flow show that local inextensibility plays an important role when vesicles are in close proximity by inhibiting fluid drainage in the near contact region.
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Moser, Maximilian Jörg Josef [Verfasser], and Helmut [Akademischer Betreuer] Abels. "Sharp Interface Limits for Diffuse Interface Models with Contact Angle / Maximilian Jörg Josef Moser ; Betreuer: Helmut Abels." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2021. http://d-nb.info/1225935733/34.
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Mehrabian, Hadi. "Simulation of selected interfacial dynamic problems using Cahn-Hilliard diffuse-interface method." Thesis, University of British Columbia, 2014. http://hdl.handle.net/2429/46267.
Анотація:
Using the Cahn-Hilliard diffuse-interface model, I have studied three interfacial
dynamic problems for incompressible immiscible two-phase flows. As
the first problem, capillary instability of a liquid torus is computed. The
main differences between the torus and a straight thread are the presence
of an axial curvature and an external flow field caused by the retraction of
the torus. We show that the capillary wave initially grows linearly as on a
straight thread. The axial curvature decreases the growth rate of the capillary
waves while the external flow enhances it. Breakup depends on the
competition of two time scales: one for torus retraction and the other for
neck pinch-off. The outcome is determined by the initial amplitude of the
disturbance, the thickness of the torus relative to its circumference, and the
viscosity ratio.
The second problem concerns interfacial dynamics and three-phase contact
line motion of wicking through micropores of two types of geometries:
axisymmetric tubes with contractions and expansions of the cross section,
and two-dimensional planar channels with a Y-shaped bifurcation. Results
show that the liquid meniscus undergoes complex deformation during its
passage through contraction and expansion. Pinning of the interface at protruding
corners limits the angle of expansion into which wicking is allowed.
Capillary competition between branches downstream of a Y-shaped bifurcation
may result in arrest of wicking in the wider branch.
As the third problem, auto-ejection of drops from capillary tubes is studied.
This study focuses on two related issues: the critical condition for autoejection,
and the role of geometric parameters in the hydrodynamics. From
analyzing the dynamics of the meniscus in the straight tube and the nozzle,
we develop a criterion for the onset of auto-ejection based on a Weber number
defined at the exit of the nozzle and an effective length that encompasses
the geometric features of the tube-nozzle combination. In particular, this
criterion shows that ejection is not possible in straight tubes. With steeper
contraction in the nozzle, we predict two additional regimes of interfacial
rupture: rapid ejection of multiple droplets and air bubble entrapment.
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Řehoř, Martin [Verfasser], and Peter [Akademischer Betreuer] Bastian. "Diffuse interface models in theory of interacting continua / Martin Řehoř ; Betreuer: Peter Bastian." Heidelberg : Universitätsbibliothek Heidelberg, 2018. http://d-nb.info/1177149982/34.
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Mohaghegh, Fazlolah. "A parallelized diffuse interface solver with applications to meso scale simulation of suspensions." Diss., University of Iowa, 2017. https://ir.uiowa.edu/etd/5971.
Анотація:
The ultimate goal of this research is to develop the capability of direct numerical simulation of a flow containing numerous rigid finite size particles. In order to reach this goal, we have implemented the smoothed profile method (SPM) in the University of Iowa in-house solver, pELAFINT3D and overcame several challenges related to the method. This includes a proposed formulation for the interface thickness and many validations and comparisons with experimental data as well as with a second-order accurate sharp interface method. As one of the issues related to low-density particles is the instability, SPM has been improved by developing to a fully implicit scheme. Moreover, use of higher order integration formulation and implementation of Euler parameters have been shown to be helpful in stabilization of the calculations.
To preserve the efficiency when the number of the particles increases, local mesh refinement is shown to be a very effective tool. A revised version of SPM that has only one projection step is proposed to improve the efficiency of the method. A comprehensive efficiency study is performed and it has been shown that the new method is less expensive in problems with high added mass effect when strongly coupled fluid-structure interaction schemes are used. Moreover, the code is massively parallelized using MPI and PETSc libraries. The parallelization includes I/O, operations leading to construction of the linear solver as well as the solver itself.
Simulation of a particle laden flow involves particles collisions. Two novel collision models are suggested which are able to avoid particle overlapping for arbitrary shape particles. The methods are efficient as they are not involved with extra grid refinement related to implementing lubrication forces. The issue of handling continuously changing number of particles in a particle laden flow is solved by implementation of a linked list data structure for the particles.
By studying a flow over a constricted region we showed that the platelets’ activation is more likely to happen for the particles that pass from the middle of the upper bump region because those particles will have longer exposure time to the high shear flow behind the bump. PDF contour of particles’ presence show the more concentrated presence of the particles near the bump. Moreover, the interaction of RBCs and platelets pushes the platelets toward the wall after the bottom wall.
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Zhou, Chunfeng. "Simulations of interfacial dynamics of complex fluids using diffuse interface method with adaptive meshing." Thesis, University of British Columbia, 2008. http://hdl.handle.net/2429/1062.
Анотація:
A diffuse-interface finite-element method has been applied to simulate the flow of two-component rheologically complex fluids. It treats the interfaces as having a finite thickness with a phase-field parameter varying continuously from one phase to the other. Adaptive meshing is applied to produce fine grid near the interface and coarse mesh in the bulk. It leads to accurate resolution of the interface at modest computational costs. An advantage of this method is that topological changes such as interfacial rupture and coalescence happen naturally under a short-range force resembling the van der Waals force. There is no need for manual intervention as in sharp-interface model to effect such event. Moreover, this energy-based formulation easily incorporates complex rheology as long as the free energy of the microstructures is known. The complex fluids considered in this thesis include viscoelastic fluids and nematic liquid crystals. Viscoelasticity is represented by the Oldroyd-B model, derived for a dilute polymer solution as linear elastic dumbbells suspended in a Newtonian solvent. The Leslie-Ericksen model is used for nematic liquid crystals，which features distortional elasticity and viscous anisotropy. The interfacial dynamics of such complex fluids are of both scientific and practical significance.
The thesis describes seven computational studies of physically interesting problems. The numerical simulations of monodisperse drop formation in microfluidic devices have reproduced scenarios of jet breakup and drop formation observed in experiments. Parametric studies have shown dripping and jetting regimes for increasing flow rates, and elucidated the effects of flow and rheological parameters on the drop formation process and the final drop size. A simple liquid drop model is used to study the neutrophil, the most common type of white blood cell, transit in pulmonary capillaries. The cell size, viscosity and rheological properties are found to determine the transit time. A compound drop model is also employed to account for the cell nucleus. The other four cases concern drop and bubble dynamics in nematic liquid crystals, as determined by the coupling among interfacial anchoring, bulk elasticity and anisotropic viscosity. In particular, the simulations reproduce unusual bubble shapes seen in experiments, and predict self-assembly of microdroplets in nematic media.
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Ahmad, Noor Atinah. "Phase-field model of rapid solidification of a binary alloy." Thesis, University of Southampton, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.242477.
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Pelletier, Milan. "Diffuse interface models and adapted numerical schemes for the simulation of subcritical to supercritical flows." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC059/document.
Анотація:
Au cours de l’utilisation de certains systèmes propulsifs, tels que les moteurs fusées cryotechniques ou les moteurs Diesel, le point de fonctionnement peut varier sur une large plage de pressions. Ces variations de pression peuvent conduire à un changement de régime thermodynamique si la pression critique du fluide est franchie, l’injection initialement diphasique devenant alors transcritique. Ce changement modifie la topologie de l’écoulement, ainsi que la dynamique du mélange, ce qui impacte le comportement de la flamme. L’objectif de cette thèse est de développer une méthodologie originale capable de traiter au sein du même solveur des écoulements sous-critiques ainsi que supercritiques. Pour cela, une extension du solveur AVBP-RG aux écoulements diphasiques sous-critiques est proposée, basée sur des modèles d’interface diffuse. Les développements nécessaires à l’intégration de ces modèles dans le cadre du solveur aux éléments finis sont effectués. Des simulations numériques multidimensionnelles sont ensuite proposées de manière à confronter le modèle à des données exprérimentales, vis-à-vis desquelles un bon accord est observé. Cesrésultats offrent des perspectives encourageantes vers de futures améliorations du modèle et des applications à des configurations industrielles complexesIn various industrial combustion devices, such as liquid rocket engines at ignition or Diesel engines during the compression stage, the operating point varies over a wide range of pressures. These pressure variations can lead to a change of thermodynamic regime when the critical pressure is exceeded, switching from two-phase injection to transcritical injection. This change modifies the topology of the flow and the mixing, thereby impacting the flame dynamics. The objective of the present Ph.D thesis is to develop an original methodology able to address both subcritical and supercritical flows within the same solver. To achieve this, an extension of the real gas solver AVBP-RG to subcritical two-phase flows is provided, based on diffuse interface models. The required developments for the integration of such models into the finite-element framework of the solver are provided. Multidimensional numerical simulations are led in order to confront the model with experimental data, with which good agreement is observed. These results offer encouraging perspectives regarding further enhancements of the model and applications to complex industrial cases
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Kahle, Christian [Verfasser], and Michael [Akademischer Betreuer] Hinze. "Simulation and Control of Two-Phase Flow Using Diffuse Interface Models / Christian Kahle. Betreuer: Michael Hinze." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2015. http://d-nb.info/1065805586/34.
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Kahle, Christian Verfasser], and Michael [Akademischer Betreuer] [Hinze. "Simulation and Control of Two-Phase Flow Using Diffuse Interface Models / Christian Kahle. Betreuer: Michael Hinze." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:18-71295.
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Dussault, David (David Michael) 1975. "A diffuse interface model of transport limited electrochemistry in two-phase fluid systems with application to steelmaking." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2002. http://hdl.handle.net/1721.1/89341.
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Gouin-Vallerand, Charles. "Une approche autonome pour la gestion logicielle des espaces intelligents." Phd thesis, Institut National des Télécommunications, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00681885.
Анотація:
Depuis une vingtaine d'années, les développements dans les technologies de l'information ont fait évoluer les paradigmes de l'informatique. L'arrivée d'approches telles que l'informatique diffuse ont fait émerger de nouvelles technologies permettant d'améliorer la qualité des interactions avec les systèmes informatisés. Toutefois, la démocratisation de l'informatique diffuse et la mise en place des espaces intelligents rencontrent un bon nombre de problèmes. Le nombre important de composantes matérielles et logicielles et leurs natures hétérogènes contribuent à la complexité de déploiement et de gestion de ces milieux, entraînant des coûts élevés. Cette thèse vise à contribuer à la gestion logicielle des espaces intelligents par la réduction de la complexité des tâches de gestion. Notre proposition consiste en une approche autonome de la gestion logicielle, fondée sur l'approche de l'informatique diffuse autonome. Dans le cadre de ce travail, nous proposons une solution utilisant les informations contextuelles des milieux, afin de déterminer quelle répartition des logiciels parmi les appareils des milieux correspond le mieux au besoin des applications, des caractéristiques propres des environnements et, non le moindre, des modalités et préférences d'interaction des utilisateurs de ces milieux. La solution proposée a été implémentée et évaluée à l'aide d'une série de tests et de mises en situation d'organisation logicielle.
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Burley, Adam Craig. "Toward a Fundamental Understanding of Bubble Nucleation in Polymer Foaming." The Ohio State University, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1338220471.
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Klingbeil, Fabian [Verfasser], and Günther [Akademischer Betreuer] Grün. "On the numerics of diffuse-interface models for two-phase flow with species transport / Fabian Klingbeil. Gutachter: Günther Grün." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2014. http://d-nb.info/1075477581/34.
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Weber, Josef Thomas [Verfasser], and Helmut [Akademischer Betreuer] Abels. "Analysis of diffuse interface models for two-phase flows with and without surfactants / Josef Thomas Weber. Betreuer: Helmut Abels." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2016. http://d-nb.info/1111883769/34.
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Puszka, Agathe. "Tomographie optique diffuse : une approche résolue en temps pour les mesures en réflectance à courtes distances entre sources et détecteurs." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY051/document.
Анотація:
La tomographie optique diffuse (TOD) est une technique d'imagerie médicale émergente utilisant la lumière proche infrarouge pour sonder les tissus biologiques. A partir de mesures non-invasives, cette technique permet d'obtenir les cartes en trois dimensions des coefficients d'absorption et de diffusion à l'intérieur des organes. Avec une approche multi-spectrale, la distribution spatiale des chromophores endogènes (hémoglobine, eau) peut aussi être obtenue. Pour certaines applications cliniques, il est souhaitable d'effectuer les mesures de TOD avec une sonde compacte qui regroupe tous les couples source-détecteur. Cependant, dans cette configuration, la sensibilité en profondeur est un défi majeur. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d'adresser ce challenge en utilisant des mesures résolues en temps. Une approche résolue en temps est développée pour optimiser la TOD dans le cas des mesures de réflectance à faibles distances source-détecteur. Cette approche inclut des aspects méthodologiques concernant le traitement des mesures résolues en temps par des algorithmes de TOD basés sur la transformée de Mellin-Laplace. Cette approche comporte aussi un volet instrumental qui consiste à optimiser la chaîne de détection sur deux points précis pour améliorer la détection et la localisation de contraste d'absorption en profondeur dans les milieux diffusants. Tout d'abord, l'impact de la réponse temporelle du détecteur est étudié avec des détecteurs de photons uniques disponibles dans le commerce (photomultiplicateurs classiques et hybrides). Dans un second temps, l'augmentation de la profondeur sondée avec de nouveaux détecteurs de photons uniques, les fast-gated single-photon avalanche diodes, est explorée au cours d'une collaboration avec le Politecnico de Milan. Pour finir, une étude illustre les performances de l'approche proposée en termes de résolution spatiale en profondeur pour différents arrangements des sources et détecteurs dans une sonde optique. Des sondes optiques dont la largeur est limitée à quelques centimètres ouvrent la voie à de nouvelles applications cliniques pour la TOD. Ces sondes peuvent accéder à des organes internes comme la prostate ou faciliter les examens médicaux sur des organes externes comme le sein ou le cerveauDiffuse optical tomography (DOT) is an emerging medical imaging technique using near-infrared light to probe biological tissues. This technique can retrieve three-dimensional maps of absorption and scattering coefficients inside organs from non-invasive measurements. With a multispectral approach, the spatial distribution of endogenous chromophores (hemoglobin, water) can even be obtained. For some clinical applications, it is desirable to carry out the measurements for DOT with a compact probe including all sources and detectors. However, the depth sensitivity is a real challenge in this configuration. We propose to tackle this challenge by using time-resolved measurements. A time-resolved approach is developed to perform DOT with reflectance measurements at short source-detector separation. This approach involves methodological aspects including the processing of time-resolved signals by DOT algorithms based on the Mellin-Laplace transform. Then, this approach consists in optimizing the detection chain on two aspects for enhancing the detection and localization of absorption contrast in depth in diffusive media. First, the impact of the temporal response of the detector is studied with commercially available single-photon detectors (classical and hybrid photomultipliers). Second, the enhancements in probed depth permitted with fast-gated single-photon avalanche diodes are explored in a joint work with the Politecnico di Milano. To finish, a study is carried out to illustrate the performance of the proposed approach with respect to spatial resolution in depth for different configurations of sources and detectors in the optical probe. Probes with a width limited to a few centimeters open the gate to multiple clinical interests. They could access intern organs like the prostate or facilitate the measurements on extern organs like the breast or the brain
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Gaillard, Pierre. "Interfaces diffuses et flammes transcritiques LOX/H2." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066510/document.
Анотація:
Dans les moteurs cryotechniques, les ergols sont refroidis pour être stockés sous forme liquide et limiter ainsi la taille des réservoirs. Ils sont ensuite mis sous pression, grâce à une turbopompe, avant d’être injectés dans la chambre de combustion. Pour augmenter les rendements des moteurs, la pression de chambre est augmentée et peut dépasser les pressions critiques des ergols. Le régime de combustion supercritique est alors appelé transcritique lorsque l’oxygène est injecté à une température inférieure à sa température critique avec une densité équivalente à celle d’un liquide. Ce régime possède certaines propriétés des injections diphasiques avec un dard dense mais sans présenter de phénomène d’atomisation ce qui le rapproche des injections gaz-gaz. L’étude de la transition dense-dilué de l’oxygène a été le dénominateur commun de cette thèse. En régime supercritique, l’épaisseur de cette transition diminue avec la pression jusqu’à devenir infiniment fine à la pression critique. Le manque de discrétisation des zones à forts gradients conduit à des instabilités numériques. Cette situation est analogue numériquement au cas d’une interface liquide vapeur subcritique. C’est pourquoi nous avons étendu dans cette thèse des méthodes d’interface diffuse au régime supercritique. La méthode dite de second gradient introduite par van der Waals a permis de simuler des flammes étirées subcritiques et supercritiques. Tandis que l’approche multifluide a été utilisée pour réaliser des simulations aux grandes échelles du banc d'essai MASCOTTE en régime supercritique avec le code CEDREIn cryogenic engines, the propellants are refrigerated and stored liquid in order to limit the dimension of the tanks. They are pressurized by turbopumps before their injection in the combustion chamber. To increase the efficiency of the engines, the chamber pressure is increased and can be above the critical pressure of the propellants. This combustion regime is called transcritical. It exhibits some properties of diphasic injection with a high density core jet but does not have a phenomenon of atomization. The study of the oxygen transition from dense to light has been the main objectives of this thesis. In supercritical regime, the width of this transition decreases with the pressure till it reaches the critical pressure where it becomes infinitely thin. The lack of discretization in the zone of strong gradients leads to numerical instabilities. This situation is analog from a numerical point of view to a liquid-vapor interface. Thus, in this thesis we have extented the diffuse interface methods to the supercritical regime. The second gradient method introduced by van der Waals has allowed the simulation of subcritical and supercritical flames. The multifluid approach has been implemented in the solver CEDRE for the computation of a large eddy simulation of the experimental bench MASCOTTE in supercritcal conditions
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LOYON, JEAN-FRANCOIS. "La lissencephalie isolee classique : approche histopathogenique et vision actuelle d'une dysplasie corticale diffuse rare a partir de deux cas." Dijon, 1994. http://www.theses.fr/1994DIJOM009.
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Bagnoli, Annalisa. "Diffuse interface models for tumour growth within a non-isothermal Cahn-Hilliard theory for phase separation: thermodynamics, chemotaxis and stability." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/14120/.
Анотація:
In this thesis we provide a scheme for phase separation by accounting for diffusion, dynamic equations and consistency with thermodynamics. The constituents are two compressible fluids and, for the non-simple character of the mixture, an extra energy flux is allowed to occur. Since also thermal effects are included, the result is a whole set of evolution equations for the concentration, the velocity and the temperature which describes a non-isothermal Navier-Stokes-Cahn-Hilliard model for phase separation in a binary mixture with extra fluxes and within the Fourier heat theory. Alternative heat theories may be proposed for this Navier-Stokes-Cahn-Hilliard theory. Meanwhile the mixing problem is described graphically. Moreover the model may be generalized including a source term, and this doesn't affect the thermodynamic scheme.
Then we describe and then compare two mathematical models for chemotactic processes: the pioneeristic Keller-Segel model and the hydrodynamic model by Chavanis and Sire. The first one is able to describe clusters or peaks, the second one involves inertial effects together with a friction force and leads to network patterns or filaments that are in good agreement with the experimental results.
We analyze the linear stability of an infinite, stationary and homogeneous distribution of cells for determining the critical thresholds above which chemotactic collapse is allowed and cellular aggregation is reproduced.
Then we discuss the differences between the two models, moreover we show the analogy between the instability criterion for biological populations and the Jeans instability criterion in an astrophysical setting.
Finally we propose a different approach for the derivation of new diffuse interface models for tumour growth (with chemotaxis and active transport) based on the Cahn-Hilliard theory, combined with the (stationary) Darcy momentum equation.
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Marth, Wieland [Verfasser], Axel [Akademischer Betreuer] [Gutachter] Voigt, and James J. [Gutachter] Feng. "Hydrodynamic Diffuse Interface Models for Cell Morphology and Motility / Wieland Marth. Betreuer: Axel Voigt. Gutachter: Axel Voigt ; James J. Feng." Dresden : Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://d-nb.info/1105876799/34.
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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.
Анотація:
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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Gouin-Vallerand, Charles. "Une approche autonome pour la gestion logicielle des espaces intelligents." Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2011. http://www.theses.fr/2011TELE0016.
Анотація:
Depuis une vingtaine d'années, les développements dans les technologies de l'information ont fait évoluer les paradigmes de l'informatique. L'arrivée d'approches telles que l'informatique diffuse ont fait émerger de nouvelles technologies permettant d'améliorer la qualité des interactions avec les systèmes informatisés. Toutefois, la démocratisation de l'informatique diffuse et la mise en place des espaces intelligents rencontrent un bon nombre de problèmes. Le nombre important de composantes matérielles et logicielles et leurs natures hétérogènes contribuent à la complexité de déploiement et de gestion de ces milieux, entraînant des coûts élevés. Cette thèse vise à contribuer à la gestion logicielle des espaces intelligents par la réduction de la complexité des tâches de gestion. Notre proposition consiste en une approche autonome de la gestion logicielle, fondée sur l'approche de l'informatique diffuse autonome. Dans le cadre de ce travail, nous proposons une solution utilisant les informations contextuelles des milieux, afin de déterminer quelle répartition des logiciels parmi les appareils des milieux correspond le mieux au besoin des applications, des caractéristiques propres des environnements et, non le moindre, des modalités et préférences d’interaction des utilisateurs de ces milieux. La solution proposée a été implémentée et évaluée à l’aide d’une série de tests et de mises en situation d’organisation logicielleSince two decades, the developments in the information technologies have changed the computer science paradigms. The arrival of new approaches such as the pervasive computing create new technologies, which improved the quality of the interactions with the I.T. systems, However, the broad utilization of the pervasive computing and the development of smart spaces are facing several challenges. The large number of hardware and software components and their heterogeneous natures, contributes to the complexity of deploying and managing these environments, resulting in high costs. This thesis contributes to the software management of the smart spaces by reducing the complexity of the management tasks. Our proposal consists of an autonomic approach to software management based on the autonomic pervasive computing. As part of this work, we propose a solution using the environment’s contextual information to determine the software distribution among the environment’s devices, which best fits the needs of the software, environments and the interaction modalities and preferences of the environment’s users. The proposed solution was implemented and evaluated using a series of tests and software organization scenarios
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Maison, Philippe. "Un modèle hydrologique de suivi de la pollution diffuse en bassin versant : approche mécaniste simplifiée de la zone non saturée." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT009H.
Анотація:
Il est impératif aujourd'hui de pouvoir représenter convenablement le fonctionnement d'un bassin versant rural afin de déterminer ses réactions vis-à-vis de son exploitation et des conditions climatiques. Dans cette optique, et sur la base de travaux antérieurs, nous avons développé un modèle de calcul des débits et d'estimation de la qualité des eaux à l'échelle d'un bassin versant agricole. Nous représentons un bassin versant sous la forme d'une juxtaposition de colonnes de sol homogènes par couches pour tenir compte au mieux et à moindre coût des hétérogénéités spatiales. Une attention particulière a été portée sur la zone non-saturée du sol, siège des principaux processus d'écoulement et de transfert que nous représentons de manière mécaniste. Nous avons, dans un premier temps, appliqué le modèle en parcelle drainée (superficie 1ha ; prof. 1m). Nous avons ainsi pu tester les modélisations utilisées pour représenter la physico-chimie dans la zone non-saturée du sol. Dans un second temps, nous avons associé un modèle de ruissellement de surface bidimensionnel, basé sur le calcul de la vitesse de l'onde cinématique par la méthode de Manning-Strickler, et un modèle bidimensionnel de transfert par couche de sol des polluants agricoles. Les débits sont calculés uniquement en fonction du ruissellement. Le modèle complet a été appliqué sur le bassin d'Auradé (328ha). Nous avons tout d'abord constaté l'influence importante du maillage de surface sur la précision des hydrogrammes et des pollutogrammes. Nous avons ensuite observé que l'approche tridimensionnelle telle que nous l'avons abordée (2D horizontal et 1D vertical) nous permet de représenter l'évolution spatio-temporelle des teneurs en eaux, des concentrations en polluants ou de toutes autres variables d'une façon simple mais suffisamment réaliste à l'échelle du bassin. Le modèle est aujourd'hui un outil d'utilisation aisée, applicable à la maîtrise de certaines pratiques agricoles en liaison avec la qualité des eaux.
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Dompoint, Déborah. "Etude de la transition 3C-6H au sein de monocristaux de 3C-SiC : approche par diffusion diffuse des rayons X." Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/cf59fed3-d819-4786-845a-7d226069ad8a/blobholder:0/2012LIMO4035.pdf.
Анотація:
Ce travail concerne l’étude de la transition polytypique 3C-6H au sein de monocristaux de 3C-SiC. Dans cet objectif, la diffraction des rayons X haute résolution et plus précisément la cartographie de l’espace réciproque a été mise en oeuvre. L’analyse de la distribution d’intensité le long de directions particulières, pour des monocristaux recuits dans différentes conditions, donne accès à des informations qualitatives et quantitatives sur la transition. Dans un premier temps, nous avons fait appel à une approche analytique de la transition. La simulation des profils de diffraction à l’aide de deux modèles permet de déterminer le mécanisme de transition qui a été de plus confirmé par des observations complémentaires en MET (Microscopie électronique en transmission). Les cinétiques obtenues permettent de préciser que la transition s’effectue en deux étapes. Dans un second temps, une approche Monte-Carlo a été développée afin de s’affranchir des limitations de l’approche analytique. Les simulations des profils de diffraction expérimentaux pour différentes configurations nous permettent de valider que la transition s’opère par mise en ordre de doubles et de triples fautes. Ce résultat a de plus été rationalisé à l’aide de calculs d’énergie des polytypes en cours de transition par une approche de type ANNNI (Axial next-nearest-neighbour Ising)This work deals with the study of the 3C-6H polytypic transition in 3C-SiC single crystals. We used high-resolution X-ray diffraction and reciprocal space mapping. The analysis of the diffuse scattering intensity distribution along selected directions, for single crystals annealed in various conditions, allows to obtain qualitative and quantitative informations regarding the transition. Firstly, we used an analytical approach to study the transition. The simulation of the diffuse scattering with two analytical models allow to determine the transformation mechanism which has been further confirmed by complementary TEM (Transmission electron microscopy) observations. The transition kinetics obtained allow to conclude that the transition involves two different mechanisms. Secondly, a Monte-Carlo approach has been used so as to overcome the limitations of the analytical study. The simulation of the experimental diffraction profiles for different configurations allow us to conclude that the transition involves the ordering of double and triple stacking faults. Finally, the stacking faults organization has been rationalized by energy calculations of crystals within an ANNNI interaction scheme
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Anoun, Houda. "Approche logique des grammaires pour les langues naturelles." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00414778.
Анотація:
Les contributions majeures de cette thèse s'articulent autour des trois axes de base de la linguistique computationnelle, à savoir la logique, la linguistique et l'informatique. Nous proposons ainsi un nouveau système non-directionnel GLE permettant de simuler les opérations transformationnelles du Programme Minimaliste dans un cadre logique qui fait appel au raisonnement hypothétique de manière contrôlée. La pertinence de ce formalisme est soulignée en montrant sa capacité à prendre en charge des phénomènes linguistiques complexes, nécessitant un partage contraint de ressources, tels que le liage d'anaphores ou la résolution d'ellipse. En outre, nous présentons un atelier logique, nommé ICHARATE, destiné à la recherche et l'enseignement de la linguistique computationnelle. Cet outil est composé de bibliothèques pour l'assistant à la démonstration Coq, qui comprennent la formalisation de systèmes logiques avancés dédiés au traitement des langues naturelles, dont la logique multimodale.
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Jacquot, Francis. "Contributions expérimentale et théorique à une nouvelle approche de la mouillabilité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL056N.
Анотація:
L’objectif de ce travail, qui s'inscrit dans le cadre d'une équipe de modélisation mathématique, consiste à caractériser les paramètres susceptibles de définir les propriétés de mouillabilité d'un liquide (environné d'un autre fluide) sur la surface d'un solide. Cette étude, essentiellement expérimentale, s'est concentrée sur le cas d'une goutte sessile posée. Elle s'est attachée à déterminer une relation entre l'aire de base d'une telle goutte et de son volume, lorsque l'on fait évoluer ce dernier dans une situation quasi-statique, engendrant ainsi un hystérésis. Pour cela, nous décrivons dans un premier temps la mise au point d'un banc de mesure sophistiqué. Après avoir testé différentes conjectures et corrélations, nous mettons à jour une loi mixte très prometteuse, et en étudions l'intérêt théorique, permettant l'établissement d'une liaison phénoménologique entre trois paramètres. Enfin, nous abordons une interprétation énergétique de la loi obtenue.
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Saeedi, Navid. "Une approche très efficace pour l'analyse du délaminage des plaques stratifiées infiniment longues." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1160/document.
Анотація:
L'analyse des phénomènes locaux comme les effets de bord libre et le délaminage dans les structures multicouches nécessite des théories fines qui donnent une bonne description de la réponse locale. Étant donné que les approches tridimensionnelles sont, en général, très coûteuses en temps de calcul et en mémoire, des approches bidimensionnelles de type layerwise sont souvent utilisées. Dans ce travail de doctorat, un modèle layerwise en contrainte, appelé LS1, est appliqué au problème du multi-délaminage dans les plaques stratifiées invariantes dans le sens longitudinal. L'invariance dans la direction de la longueur nous permet d'aborder le problème analytiquement. Dans un premier temps, nous proposons une méthode analytique pour l'analyse des plaques multicouches multi-délaminées soumises à la traction uniaxiale. La singularité des contraintes interlaminaires aux bords libres et l'initiation du délaminage en mode III sont étudiées. Un modèle raffiné, nommé LS1 raffiné, est proposé pour améliorer les approximations dans les zones de singularités telles que les bords libres et les pointes de fissure. Les résultats du modèle raffiné sont validés en les comparant avec ceux obtenus par éléments finis tridimensionnels. Dans un deuxième temps, l'approche analytique proposée est étendue à la flexion cylindrique des plaques multicouches. La propagation du délaminage en modes I et II est étudiée et les approximations du modèle LS1 sont validées. À la fin, nous généralisons la méthode analytique proposée afin de prendre en considération tous les chargements invariants dans le sens longitudinal. L'approche finale permet d'analyser les plaques multicouches rectangulaires soumises à des charges invariantes sur les faces supérieure et inférieure, les forces ou les déplacements imposés sur les bords latéraux ainsi que quatre types de chargement sur les extrémités longitudinales: traction uniaxiale, flexion hors plan, torsion et flexion dans le plan. La solution analytique du modèle LS1 est obtenue pour une plaque stratifiée soumise à tous les chargements mentionnés ci-dessus. L'approche est validée en comparant avec la méthode des éléments finis tridimensionnels pour plusieurs types de chargementThe analysis of local phenomena such as free-edge effects and delamination in multilayered structures requires the accurate theories which can provide a good description of the local response. Since the three-dimensional approaches are generally very expensive in computational time and memory, the layerwise two-dimensional approaches are widely used. In this Ph.D. thesis, a stress layerwise model, called LS1, is applied to the multi-delamination problem in longitudinally invariant multilayered plates. The invariance in the longitudinal direction allows us to solve the problem analytically. At first, we propose an analytical method for the analysis of multi-delaminated multilayered plates subjected to the uniaxial traction. The free-edge interlaminaire stress singularities and the mode III delamination onset are investigated. A refined model, called Refined LS1, is proposed in order to improve the approximations in singularity zones such as free edges and crack tips. The results of the refined model are validated by comparing them with those obtained by a three-dimensional finite element model. Afterwards, the proposed analytical approach is extended to the cylindrical bending of the multilayered plates. The propagation of delamination in modes I and II is studied and the approximations of the LS1 model are validated. At last, we generalize the proposed analytical method to take into account all invariant loads in the longitudinal direction. The final approach allows us to analyze the rectangular multilayered plates subjected to invariant loads on the top and bottom surfaces, imposed displacements or forces at the lateral edges, and also four types of loading at the longitudinal ends: uniaxial traction, out-of-plane bending, torsion and in-plane bending. The analytical solution of the LS1 model is obtained for a laminated plate subjected to all the loads mentioned above. The approach is validated by comparison with the three-dimensional finite element method for various types of loading
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Benhalima, Djamel-Eddine. "Contribution à la conception d'un système d'analyse expérimentale SICOPE fondée sur une approche orientée-objet : Application à la communication graphique." Valenciennes, 1995. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/3eea74bf-26cc-473d-9ec6-11405b54fb6c.
Анотація:
Le succès de l'analyse expérimentale dans des domaines aussi complexes que la communication graphique fait croitre encore plus le besoin en expérimentations. Or l'élaboration d'un protocole expérimental est une tâche difficile, vu la quantité considérable de paramètres mis en jeu et la multiplicité des critères d'optimisation. Cependant, il existe peu d'outils tels qu'une méthodologie, un système d'aide, qui permettent d'aider les expérimentateurs. Il serait illusoire, en effet, de penser que l'analyse expérimentale est entrée dans sa phase de maturité, car de nombreux problèmes d'ordre méthodologique et d'outils aptes à apporter une aide réelle au processus d'élaboration de protocoles expérimentaux restent posés. L'objectif de ce mémoire est de proposer d'une part, une méthodologie d'étude expérimentale et d'autre part, un système interactif de conception de protocoles expérimentaux SICOPE
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Aptel, Jean-Denis. "Cinetiques d'adsorption des proteines a une interface solide/liquide : mise au point d'une nouvelle approche experimentale." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13069.
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Aptel, Jean-Denis. "Cinétiques d'adsorption des protéines à une interface solide/liquide mise au point d'une nouvelle approche expérimentale /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37602280w.
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Quiviger, Audrey. "Ultrasons diffus pour la caractérisation d'une fissure dans le béton. : approche linéaire et non linéaire." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4067/document.
Анотація:
Les différents processus de dégradation des structures de génie civil induisent une micro, puis macro- fissuration du béton. Celle-ci génère alors une réduction des propriétés mécaniques de l'ouvrage et, à terme, sa perte d'étanchéité. Il est donc nécessaire de fournir des informations quant à la présence et à la taille de fissures pour procéder aux réparations nécessaires et conserver l'intégrité de l'ouvrage. Dans un premier temps, le contrôle du béton ainsi que la morphologie de la fissure réelle sont présentés. La notion de contacts entre ses lèvres est introduite pour définir la problématique de sa caractérisation. La bibliographie montre que les méthodes acoustiques standards ne sont pas adaptées à la caractérisation d'une fissure dans le béton. Deux pistes sont alors identifiées : les ultrasons diffus et l'acoustique non linéaire. Nous présentons dans un second temps la caractérisation de la fissure par analyse du transport de l'énergie suivant une équation de diffusion. Les paramètres associés (diffusivité et dissipation) sont déterminés expérimentalement sur des éprouvettes fissurées sur différentes profondeurs. Nous introduisons et définissons le temps d'arrivée du maximum de l'énergie (ATME) qui s'avère être le paramètre le plus sensible à la partie ouverte d'une fissure. Son évolution au regard des incertitudes de mesure ne permet toutefois pas de caractériser totalement la partie fermée. Une simulation numérique en différences finies est réalisée. Elle met en évidence le rôle des contacts au sein de la partie fermée de la fissure et confirme les observations expérimentalesThe various processes of deterioration of the building structures lead to a micro and macro-cracking of the concrete. Consequently, the mechanical properties of the structure are reduced and, eventually, the building is no longer airtight. It is therefore necessary to supply information regarding the presence and size of cracks to carry out the necessary repairs and keep the integrity of the structure. First, the control of concrete as well as the morphology of the actual crack are presented. The notion of contacts between its lips is introduced to define the problem of its characterization. The bibliography shows that the standard acoustic methods are not adapted for characterizing of a crack in concrete. Two tracks are then identified: the diffuse ultrasound and the nonlinear acoustics. Subsequently, we present the characterization of the crack by analyzing the transport of the energy with a diffusion equation. The associated parameters (diffusivity and dissipation) are experimentally determined on test tubes cracked at different depths. We introduce and define the arrival time of the maximum energy (ATME), which turns out to be the most sensitive parameter to the open part of a crack. Its evolution with regard to the measurement uncertainties does not allow a full characterization of the closed part. A digital modeling in finite differences is performed. It highlights the role of the contacts within the closed part of the crack and confirms the experimental observations. Then, we present the nonlinear acoustics and the associated methods applied to concrete
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Ammar, Kais. "Modélisation et simulation du couplage changement de phases-mécanique par la méthode des champs de phases." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00508677.
Анотація:
Nous proposons un cadre générique, permettant l'incorporation des différentes lois de comportement de mécanique linéaires ou non-linéaires (i.e. elastoviscoplastique) dans les approches des champs de phases utilisées pour la modélisation et la simulation de la mobilité d'interfaces diffuses. Dans ce cadre, une formulation par éléments finis des modèles couplés champ de phases-élastoplasticité pour les alliages binaires est développée dans le formalisme général de la thermodynamique des milieux continus. Cette formulation est basée sur la théorie d'équilibre des microforces, proposée par Gurtin, où une équation supplémentaire, fonction du paramètre d'ordre et de son gradient, est introduite. La formulation est employée pour simuler les évolutions morphologiques complexes des microstructures hétérogènes et décrire l'interface diffuse entre deux phases en présence des contraintes induites par transformation de phase. En utilisant les principes de la thermodynamique des processus irréversibles, les lois de comportement et les équations d'évolution sont clairement exposées et séparées dans la formulation de sorte que des modèles non-linéaires et fortement couplés puissent être implantés plus facilement dans un code par éléments finis. Cette formulation peut être appliquée aux corps finis périodiques et non périodiques, aux microstructures hétérogènes. Les conditions initiales et les conditions aux limites en paramètre d'ordre et en concentration ainsi que leurs quantités duales sont clairement énoncées. Des techniques d'homogénéisation ont été utilisées pour décrire le comportement dans les interfaces diffuses. Les conséquences de ces choix de modélisation ont été déterminées en ce qui concerne les effets des contraintes mécaniques sur les équilibres de phases et la cinétique de transformation. L'ensemble des équations d'évolution couplées, à savoir l'équation d'équilibre statique local, l'équation de champ de phases et l'équation de conservation de la masse, est résolu en utilisant la méthode des éléments finis pour la discrétisation spatiale et un schéma implicite des différences finies pour la discrétisation temporelle. Afin d'illustrer l'intérêt de l'approche proposée, des calculs par éléments finis ont été effectués sur des situations élémentaires telles que le calcul des concentrations d'équilibre des phases en présence de contraintes et la croissance de précipités dans une matrice élastique ou élasto-plastique, situations pour lesquelles des solutions analytiques pour des interfaces parfaites sont disponibles.
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Bensah, Yaw D. "Interfacial Solid-Liquid Diffuseness and Instability by the Maximum Entropy Production Rate (MEPR) Postulate." University of Cincinnati / OhioLINK, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1439310971.
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Trontin, Pierre. "Développement d'une approche de type LES pour la simulation d'écoulements diphasiques avec interface : application à l'atomisation primaire." Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00499373.
Анотація:
Alors que la simulation aux grandes échelles (L.E.S.) des écoulements monophasiques est largement répandue même dans le monde industriel, ce n'est pas le cas pour la L.E.S. d'écoulements diphasiques avec interface (c'est-à-dire d'écoulements où les deux phases liquide et gazeuse sont séparées par une interface). La difficulté majeure réside dans le développement de modèles de sous-maille adaptés au caractère diphasique de l'écoulement. Le but de ce travail est de générer une base D.N.S. dans le cadre d'écoulements diphasiques turbulents avec interface pour comprendre les interactions entre les petites échelles turbulentes et l'interface. Les différents termes sous-maille proviendront d'une analyse a priori de cette base D.N.S. Pour mener à bien ce travail, différentes techniques numériques sont testées et comparées dans le cadre de configurations turbulentes où de grandes déformations interfaciales apparaissent. Puis, l'interaction interface/turbulence est étudiée dans le cadre où les deux phases, séparées par une interface largement déformée, sont résolues par une approche D.N.S. La configuration retenue est l'interaction entre une nappe initialement plane et une T.H.I. libre. Les rapports de densités et de viscosités sont fixés à 1 pour se concentrer sur l'effet du coefficient de tension de surface. Une étude paramétrique sur le nombre de Weber est menée. Finalement, un filtrage a priori de la base D.N.S. est réalisé et les termes sous-maille qui en découlent sont comparés les uns aux autres.
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Munteanu, Dana. "Une approche hypertexte pour la formation en automatique : activités guidées et explication." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0064.
Анотація:
L'objectif principal de cette these est d'apporter une solution realiste au probleme de l'aide dans les environnements interactifs d'apprentissage avec ordinateur (eiao). Cette solution, fondee sur une approche hypertexte exploitant un modele de connaissances du domaine, a ete appliquee a l'environnement de formation en automatique, autodidact. La premiere partie de ce memoire presente la modelisation des connaissances d'automatique manipulees dans l'analyse et la synthese de boucles de regulation echantillonnees. Nous proposons ensuite une methodologie de conception des ressources pedagogiques de type hypertexte. La conception de hadoc, l'hypertexte documentaire integre au systeme autodidact, est declinee en structure, contenu et niveau de segmentation de l'information. Elle a ete realisee en prenant en compte, des le debut, de sa fonction de base d'explications potentielles dans un contexte de resolution de problemes. Notre troisieme contribution concerne la conception d'activites standardisees, axees sur la simulation, dont l'objectif est de conduire l'apprenant a se formuler une explication propre sur le sujet etudie. Nous proposons une methode de construction d'aides contextuelles a partir d'une base d'explications theoriques (hadoc). Nous decrivons egalement nos resultats concernant la simulation pedagogique pour la discipline. Enfin, nous presentons des solutions d'implementation (versions nextstep et web) minimisant l'effort de programmation, ainsi que les resultats des experimentations organises aupres des etudiants et des enseignants qui ont permis de valider la plupart de nos choix de conception.
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Quint, Vincent. "Une approche de l'édition structurée des documents." Phd thesis, Grenoble 1, 1987. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010612.
Анотація:
L'édition d'un document peut être vue comme la manipulation d'une structure abstraite qui représentel'organisation logique des composants du document. A partir de ce principe, on propose un méta-modèle
qui permet la description des structures logiques de toutes sortes de documents et de différents types
d'objets fréquents dans les documents : formules mathématiques, tableaux, schémas, etc... on associe aux
structures logiques des règles de présentation qui déterminent l'aspect graphique de leurs composants.
On montre l'intérêt de cette approche en présentant deux systèmes interactifs construits sur ce modèle :
l'éditeur de formules mathématiques Edimath et l'éditeur de documents Grif. La présentation de ces systèmes
s'appuie sur un état de l'art de la typographie informatique.
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Bacha, Firas. "Une approche MDA pour l'intégration de la personnalisation du contenu dans la conception et la génération des applications interactives." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00874766.
Анотація:
Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire se situent dans les thématiques de la génération des applications interactives et de la personnalisation du contenu. Cette thèse propose une approche de type MDA (Model Driven Architecture), indépendante du domaine d'application, permettant la conception et la génération semi-automatique des applications interactives à contenus personnalisés, compte tenu des informations sur le contexte d'utilisation et l'ontologie de domaine. Cette approche met en œuvre deux méthodes de personnalisation du contenu, à savoir le remplissage automatique des formulaires et l'enrichissement des requêtes. Pour atteindre cet objectif, nous avons développé la solution technique permettant la conception, la transformation des modèles ainsi que la génération de l'IHM (Interface Homme-Machine) finale.
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Gacias, Bernat. "Une approche interdisciplinaire pour l'ordonnancement des transports." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00554205.
Анотація:
Dans cette thèse, nous proposons d'aborder l'ordonnancement des transports par une approche interdisciplinaire. L'idée est d'intégrer les facteurs humains dans le système d'aide à la décision réalisé, de façon à ce que l'homme puisse agir sur la modélisation et la résolution du problème. Le système proposé doit offrir de la flexibilité, afin d'être capable de s'adapter aux nouvelles situations et aux changements, même si ceux-ci n'ont pas été prévus initialement par le concepteur du système. Pour atteindre l'objectif fixé, nous nous sommes notamment appuyé sur une analyse du domaine de travail (" Work Domain Analysis ") basée sur une hiérarchie d'abstraction des entités (physiques ou plus abstraites) manipulées dans ce type de problèmes. Nous avons proposé une architecture pour le système d'aide à la décision basée sur cette analyse du domaine et la programmation par contraintes. Nous avons également conçu, et intégré dans le système, des algorithmes dédiés et des méthodes de résolution basés sur le principe d'inversion de modèle. Enfin, nous avons proposé une architecture d'interfaces avec l'objectif d'assister efficacement l'opérateur humain dans la réalisation des différentes sous-tâches nécessaires à la résolution globale du problème. L'étude du sujet interdisciplinaire a été précédée d'une analyse focalisée sur la résolution de problèmes théoriques d'ordonnancement à machines parallèles avec contraintes de précédence et temps de préparation des machines entre opérations, utilisant des méthodes de recherche arborescente basée sur les divergences.
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Delwaulle, Céline. "Etude de la dissolution du dioxyde d’uranium en milieu nitrique : une nouvelle approche visant à la compréhension des mécanismes interfaciaux." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL078N/document.
Анотація:
Le retraitement du combustible nucléaire irradié passe par une étape de séparation de l’uranium, du plutonium et des produits de fission qui le constituent, notamment par une étape de dissolution en milieu nitrique. Dans une démarche d’amélioration continue et pour optimiser le procédé quel que soit le combustible, il est nécessaire de comprendre les phénomènes physico-chimiques, cinétique et hydrodynamiques mis en jeu lors de la dissolution, pour permettre une modélisation de ce procédé à des fins de prévision. L’état de l’art ne permet de donner que des indications limitées car il repose sur des études macroscopiques dans des réacteurs de plusieurs centaines de millilitres. Les conclusions qui peuvent en être tirées sont donc soumises à la superposition de phénomènes microscopiques liés à la complexité du milieu nitrique, à des solides à dissoudre dont la composition et plus généralement la nature sont mal définies. Il est donc nécessaire de passer par une autre démarche qui consiste à décomposer et analyser les différents processus mis en jeu. Un modèle mettant en œuvre un couplage entre hydrodynamique et cinétique de dissolution d’un solide en présence d’espèces autocatalytiques est alors proposé. Ce modèle a permis de mettre en évidence la nécessité de réaliser des observations des concentrations des espèces au niveau de l’interface réactionnelle. Un réacteur miniaturisé a alors été conçu, et des expériences ont été menées sur des billes de cuivre, simulant le combustible, et ont permis d’obtenir de premières observations de bulles de gaz formées en cours de dissolution. Une méthode originale de suivi du pH in-situ au niveau de l’interface a été mise au point : un marqueur fluorescent a permis de visualiser les acidités in-situ et une cartographie du pH a pu être dressée en cours de dissolution, de même qu’une visualisation directe des processus de transfert avec mesure des couches-limites de diffusion. Cette méthode a enfin pu être transposée en zone nucléarisée sur du dioxyde d’uranium et a conduit à la compréhension et la modélisation du procédé de dissolution en milieu nitriqueThe reprocessing of irradiated nuclear fuel passes through a stage of separation of uranium, plutonium and fission products by dissolution in nitric acid. To be able to optimize the process regardless of the fuel used, it is necessary to understand physical and chemical phenomena, kinetics and hydrodynamic parameters involved in the process, to allow its modelling and to be able to forecast behaviours during the operation. The state of the art can only provide limited guidance because it is based on macroscopic studies in reactors of hundreds of millilitres. The conclusions that can be drawn are therefore subject to the overlay of microscopic phenomena related to the complexity of the nitric mid, and to the composition and nature of the solid to dissolve that are generally poorly defined. It is therefore necessary to use another approach which is to separate and analyze the various processes involved. A model implementing a coupling between hydrodynamics and kinetics involved in the dissolution of a solid in the presence of autocatalytic species is then proposed. This model was used to highlight the need for observations of the concentrations of the species at the level of the reactive interface. A miniaturized reactor was designed, and experiments were conducted on copper beads, simulating the fuel, and provided initial observations of gas bubbles formed during dissolution. A novel method for monitoring pH in-situ at the level of the interface has been developed: a fluorescent marker enabled to visualize in-situ acidity and pH mapping during dissolution, and a direct visualization of the transfer process with diffusion layers. This method could be transposed in the nuclear area on uranium dioxide and has led to the understanding and modelling of the process of dissolution in nitric environment
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Hérisson, Joan. "Représentation spatiale et exploration virtuelle des génomes : une approche globale pour l'analyse des éléments architecturaux des séquences." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112147.
Анотація:
Les séquences d'ADN sont souvent représentées par une succession de 4 nucléotides A, C, G, T. Même si cette représentation permet d'étudier la linguistique et la syntaxe des séquences d'ADN, elle demeure textuelle, locale et monodimensionnelle et ne fournit aucune information visuelle, globale ni spatiale. Or, l'ADN est une structure à trois dimensions formant une double hélice qui peut se courber et créer des interactions longue distance. L'objectif de cette thèse est de proposer un nouveau point de vue sur les séquences génomiques afin d'enrichir les analyses classiques avec des critères tridimensionnels. La modélisation de ces séquences 3d d'ADN se base sur un modèle bio-physique de conformation spatiale de l'ADN. Une telle représentation soulève des problématiques à la fois en Informatique - en Réalité Virtuelle pour la gestion de scène, l'interaction, la représentation des données et les algorithmes associés - et en Bioinformatique des génomes. Ces différents aspects, qui font le caractère pluri-disciplinaire de cette thèse, ont été traités à travers l'outil logiciel ADN-Viewer que j'ai développé. Deux directions ont été suivies durant ces travaux et doivent perdurer au-delà de cette thèse. La première est de se rapprocher le plus possible de la réalité biologique de l'ADN. Nos travaux représentent une toute première étape en ce sens et doivent être enrichis par de nouveaux critères de conformation spatiale et par l'intégration des partenaires biologiques de l'ADN. La seconde direction est d'exploiter la structure tridimensionnelle de l'ADN comme une représentation parmi d'autres pour explorer, traiter et analyser le contenu biologique des séquencesDNA sequences are often represented by a succession of four nucleotides: A, C, G and T. Even if this representation allows to study the linguistics and syntax of DNA sequences, it remains textual, local and monodimensional and does not provide any visual, local nor spatial information. However, DNA is a three-dimensional structure forming a double helix which can bend and create long distance interactions. The aim of this thesis is to propose a new approach of the genomic sequences in order to enrich classic analyses with three-dimensonal criteria. The modelling of these 3D DNA sequences is based on a biophysical model of spatial conformation of DNA. Such a representation raises problematics both in computer science - concerning Virtual Reality for scene management, interaction, data representation and associated algorithms - and in Bioinformatics of genomes. These different aspects, which form the pluridisciplinary nature of this thesis, have been treated through the software program tool ADN-Viewer that I have developed. Two directions have been taken during this work and should endure after this thesis. The first one is to come close as much as possible to the DNA biological reality. Our work represents a very first step in this sense and has to be enriched by new criteria of spatial conformation and by the integration of biological partners of DNA. The second direction is to exploit the three-dimensional structure of DNA as a representation among others to explore, treat and analyze the biological content of sequences
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Remigi, Alberto. "Modélisation numérique d'un injecteur aéromécanique : de l'écoulement interne au spray dispersé." Thesis, Normandie, 2021. http://www.theses.fr/2021NORMR012.
Анотація:
La réglementation plus stricte sur les émissions des moteurs aéronautiques posée par l’OACI nécessite des outils de conception toujours plus prédictifs. La distribution des diamètres des gouttelettes produites pendant le processus de combustion est un paramètre clé pour prédire les émissions de polluants libérées pendant le processus de combustion. L’étude du phénomène d’atomisation avec son caractère multi-échelles est donc un défi pertinent et important. Pour cette raison, les objectifs de cette étude sont: tout d’abord de passer en revue les modèles existants dans la littérature, pour comprendre leurs caractéristiques clés, afin de définir une classification qui donne des lignes directrices sur les choix de modélisation; deuxièmement, d’appliquer des approches plus compatibles avec les problématiques industrielles du secteur sur une configuration aéronautique, afin de proposer une amélioration des outils de conception disponibles. Une classification systématique des modèles est effectuée par rapport à l’échelle de longueur considérée pour représenter les caractéristiques de l’interface. De ce point de vue, il est possible de distinguer deux types d’approches: la représentation des phases séparées et la représentation des phases mixtes. Les approches diffuse interface appartiennent à la seconde catégorie avec de nombreuses autres approches, compressibles et incompressibles, qui partagent la même caractéristique: elles considèrent un mélange qui contient les deux phases. Une configuration de nappe de liquide assistée par air a été conçue pour tester différents modèles afin de définir une mesure de comparaison. Deux représentations différentes de l’approche sharp interface (ARCHER et InterFoam ), deux représentations de l’approche diffuse interface (CEDRE et ELSA ) et un modèle hybride (ICMelsa ) ont été considérés dans cette étude. Une comparaison en deux parties basée sur des quantités statistiques a été proposée. Une première partie appelée "étude classique", compare les statistiques du premier ordre montrant que toutes les approches conduisent à des résultats très similaires dès qu’un certain niveau de résolution de maillage est atteint. Au contraire, les secondes statistiques présentent des différences notables. Ces résultats motivent une deuxième partie appelée «analyse de phase» pour étudier le lien entre la représentation à petite échelle de l’interface et la statique du second ordre. En particulier, la variance du marqueur de phase et le niveau de ségrégation associé se révèlent être des indicateurs sensibles de la description del’interface. Une analyse de signal 1D montre qu’ils peuvent être utilisés pour détecter toutécart par rapport à la représentation des phases séparées, puis l’importance de la variance de l’indicateur de phase est démontrée sur d’autres statistiques de second ordre: les composantes de contrainte de Reynolds et le flux de liquide turbulent. Ainsi, les statistiques du second ordre sont partiellement décrites avec des représentations directes de phases mixtes et nécessitent un modèle complémentaire pour être entièrement récupérées. Une première tentative, basée sur une approche linéaire, est proposée pour modéliser le niveau de ségrégation de la représentation des phases mixtes, construit en filtrant un signal totalement ségrégé à une échelle donnéeThe more stringent regulation about aeronautical engines emission posed by ICAO requires always more predictive design tools. The droplets diameter distribution produced during the atomization process is a key parameter in order to predict the pollutant emission released during the combustion process. Thus the study of the atomization phenomenon with itsmulti-scale nature is a relevant and an important challenge. For this reason the objective of this work are: first to review the existent models in the literature to understand their key features in order to define a classification that gives guidelines on the modeling choices; second to apply industrial oriented approaches on an aeronautical configuration, in order to propose an improvement of the available design tools. A systematic classification of the models is done with respect to the length-scale considered to represent the interface characteristics. From this point of view, it is possible to distinguish two kinds of approaches: the separated phases representation and the mixed phases representation. The diffuse interface approaches belongs on the second category together with many other approaches, compressible and incompressible, that share the same characteristic: they considers a mixture that contains both phases. An air-assisted liquid sheet configuration has been built to test different models in order to define a metric of comparison. Two different models using the sharp interface approach (ARCHER and InterFoam ), two models using the diffuse interface approach (CEDRE and ELSA ) and an hybrid model (ICMelsa ) have been considered on this test case. A comparison on two parts, based on statistical quantities, has been proposed. A fist part called "classical study", compare the first order statistics showing that all approaches lead to very similar results, as soon as certain level of mesh resolution is achieved. At the contrary the second order statics present noticeable differences. These results motivate a second part called "phase analysis" to study the link between the small scale representation of the interface and the second-order statics. In particular, the phase marker variance and the associated segregation level are found to be sensible indicators of the interface description. A 1D signal analysis shows that they can be used to detect any departure from the separated phases representation.Then the importance of the phase indicator variance is demonstrated on other second-order statistics: Reynolds stress components and turbulent liquid flux. Thus, second-order statistics are partly described with direct mixed phases representations and require complementary model to be fully recovered. A first attempt, based on a linear approach, is proposed to model the level of segregation of mixed phases representation. It is based on the filtering of a fully segregated signal at a given scale. In a second part of this thesis, an industrial test case (a pressure swirling injector) proposed by SAFRAN Aircraft Engines is studied. Three industrial oriented models, among those studied in the first part, have been applied to simulate this injector flow (InterFoam , ELSA , ICMelsa). Their present numerical approaches are able to work with complex geometries, with a computational effort representative of the industrial current standards. The results of the three models (liquid film thickness, breakup length and Sauter Mean Diameter) have been compared with respect to the available experimental data. Eventually, a proposal to improve the ICMelsa model multi-scale have been successfully tested on the liquid sheet configuration and implemented to further improve the results of the SAFRAN Aircraft Engines industrial case. These results have shown that we are very close to predict the characteristics of a spray produced by a real aeronautical injection system
Le normative più rigorose sulle emissioni dei motori aeronautici poste dall’ICAO, richiedono strumenti di progettazione sempre più predittivi. La distribuzione dei diametri delle droplets prodotte durante il processo di atomizzazione è un parametro chiave per predire l’emissione di inquinanti rilasciati durante il processo di combustione. Lo studio del fenomeno di atomizzazione con la sua natura multi scala diventa una sfida rilevante. Per questo motivo, gli obiettivi di questo lavoro sono: in primo luogo una revisione dei modelli esistenti in letteratura per comprenderne le caratteristiche chiave al fine di definire una classificazione che dia delle linee guida sulle scelte di modellistica; in secondo luogo applicare approcci orientati all’industria ad una configurazione aeronautica, al fine di proporre un miglioramento degli strumenti di progettazione disponibili al giorno d’oggi. Nella prima parte del PhD proponiamo una classificazione sistematica dei modelli rispetto alla scala di lunghezza considerata per rappresentare l’interfaccia. Da questo punto di vista, è possibile distinguere due tipi di approccio: una rappresentazione a fasi separate e una rappresentazione delle fasi miste. Gli approcci a interfaccia diffusa appartengono alla seconda categoria insieme a molti altri approcci (che ricorrano ad un approccio comprimibile o incomprimibile) che condividono la stessa caratteristica: considerano una miscela che contiene entrambe le fasi. È stata realizzata una configurazione air-assisted liquid sheet per testare diversi modelli al fine di definire una metrica di confronto. In questo caso per i test sono stati considerati due diversi modelli che utilizzano l’approccio sharp interface (ARCHER e InterFoam ), due modelli che utilizzano l’approccio a interfaccia diffusa (CEDRE e ELSA ) e un modello ibrido (ICMelsa ). È stato proposto un confronto su due parti, basato su statistiche di diversa natura. Una prima parte chiamata "studio classico", confronta le statistiche del primo ordine, le quali mostrano che tutti gli approcci portano a risultati molto simili non appena viene raggiunto un certo livello di risoluzione della mesh. Al contrario, le statistiche di secondo ordine presentano notevoli differenze. Questi risultati motivano una seconda parte dello studio, chiamata "analisi di fase" sviluppata per studiare il legame tra le piccole scale dell’interfaccia e le statiche di secondo ordine. In particolare, la varianza del marker di fase e il livello di segregazione associato si trovano ad essere indicatori sensibili alla descrizione dell’interfaccia. Un’analisi di un segnale 1D mostra che questi due indicatori possono essere utilizzati per rilevare qualsiasi deviazione dalla rappresentazione a fasi separate. successivamente l’importanza della varianza del marker di fase è dimostrata su altre statistiche di secondo ordine: componenti del tensore degli sforzi di Reynolds e flusso liquido turbolento. Pertanto, le statistiche di secondo ordine che sono descritte con una rappresentazione a fasi miste richiedono un modello complementare per essere completamente recuperate. Un primo tentativo, basato su un approccio lineare, è proposto per modellare il livello di segregazione della rappresentazione a fasi miste. Si basa sul filtraggio di un segnale completamente separato su una data scala. In una seconda parte della tesi viene studiato un caso industriale (un iniettore di tipo swirling) proposto dall’azienda SAFRAN Aircraft Engines . Per simulare il flusso prodotto da questo iniettore sono stati applicati tre modelli (con un approccio industriale) tra quelli studiati nella prima parte (InterFoam , ELSA , ICMelsa )