Дисертації з теми "Métamatériaux – Simulation par ordinateur"
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Efremov, Semen. "Croissance paramétrée et bruit procédural pour la conception de métamatériaux mécaniques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0046.
Анотація:
Avec le développement constant des technologies, les capacités de calcul et de fabrication augmentent, les méthodes de production évoluent et de nouvelles techniques apparaissent. Par conséquent, le besoin de nouveaux matériaux aux propriétés adaptées et optimisées pour différentes applications se fait sentir. Les composites périodiques avec une topologie de microstructure adaptée, appelés métamatériaux cellulaires, sont largement étudiés dans ce contexte. Ces structures sont connues pour leurs propriétés mécaniques remarquables, notamment une résistance élevée, un poids réduit et une absorption d'énergie accrue. L'utilisation de ces matériaux permet d'obtenir des propriétés physiques améliorées ou des caractéristiques fonctionnelles spécifiques et apporte un gain économique et un bénéfice écologique. Cette thèse est consacrée au développement et à l'analyse de méthodes de conception assistée par ordinateur de matériaux aux propriétés mécaniques adaptées. Les métamatériaux mécaniques ont été étudiés à travers deux approches différentes : la modélisation de structures périodiques par un modèle de croissance paramétré et des fonctions de bruit procédurales. Pour relever le défi d'obtenir des microstructures quasi régulières avec des propriétés variant progressivement, j'ai proposé et étudié un matériau cellulaire engendré par un processus de croissance. La croissance est paramétrée par un ensemble d'étoiles 3D à chaque point du réseau, définissant la géométrie qui apparaîtra autour. Des tuiles individuelles peuvent être calculées et utilisées dans un treillis périodique, ou une structure globale peut être produite par gradation spatiale, en changeant l'ensemble paramétrique en forme d'étoile à chaque emplacement du treillis. Au-delà de la gradation spatiale libre, un avantage important de cette approche est que les symétries élastiques peuvent être intrinsèquement renforcées. Nous montrons dans ce travail comment les symétries partagées entre le réseau et l'ensemble étoilé se traduisent directement en symétries de la réponse élastique des structures périodiques. Ainsi, l'approche permet de restreindre la symétrie des réponses élastiques - monoclinique, orthorhombique, trigonale, etc. - tout en explorant librement un large espace de géométries et de topologies possibles. Je fournis une étude complète de l'espace de symétries et de larges combinaisons de paramètres de processus de croissance. De plus, je démontre par des résultats numériques et expérimentaux les réponses attendues déclenchées par les structures obtenues. La deuxième contribution de cette thèse est une nouvelle technique de synthèse procédurale de motifs. Cette approche présente des propriétés souhaitables pour la modélisation de motifs très contrastés, qui sont bien adaptés pour produire des détails de surface et de microstructure. Cette approche définit un champ de phase lisse stochastique - un bruit de phase - qui est ensuite introduit dans une fonction périodique (par exemple une onde sinusoïdale), produisant un champ oscillant avec des fréquences principales prescrites et des oscillations de contraste préservées. Je présente dans cette thèse un modèle mathématique qui repose sur une reformulation du bruit de Gabor en termes de champ phasor qui permet une séparation claire entre l'intensité locale et la phase. En particulier, j'étudie le comportement du bruit phasor en termes de spectre de puissance. Ainsi, une étude théorique comparative du bruit en phase est réalisée afin de comprendre les liens entre ses propriétés et ses paramètresWith constant development of technologies, computational and manufacturing capabilities increase, production methods evolve, and new techniques appear. As a result, the need for new materials with tailored, optimized properties for different applications arises. Periodic composites with tailored microstructure topology, called cellular metamaterials are extensively studied in this context. These structures are known for their remarkable mechanical properties, including high strength, lower weight, and increased energy absorption. The use of these materials allows to achieve improved physical properties or specific functional features and provides economical gain and ecological benefit.This thesis is dedicated to the development and analysis of methods for computer-aided design of materials with tailored mechanical properties. The mechanical metamaterials were studied through two different approaches: modelling periodic structures through a parameterized growth model and procedural noise functions. To tackle the challenge of obtaining near-regular microstructures with progressively varying properties, I proposed and studied a cellular material spawned by a growth process. The growth is parameterized by a 3D star-shaped set at each lattice point, defining the geometry that will appear around it. Individual tiles may be computed and used in a periodic lattice, or a global structure may be produced under spatial gradations, changing the parametric star-shaped set at each lattice location. Beyond free spatial gradation, an important advantage of this approach is that elastic symmetries can be intrinsically enforced. It is shown in this work how shared symmetries between the lattice and the star-shaped set directly translate into symmetries of the periodic structures' elastic response. Thus, the approach enables restricting the symmetry of the elastic responses -- monoclinic, orthorhombic, trigonal, and so on -- while freely exploring a wide space of possible geometries and topologies. I provide a comprehensive study of the space of symmetries and broad combinations of growth process parameters. Furthermore, I demonstrate through numerical and experimental results the expected responses triggered by the obtained structures.The second contribution of this thesis is a novel procedural pattern synthesis technique. This approach exhibits desirable properties for modeling highly contrasted patterns, that are well suited to produce surface and microstructure details. This approach defines a stochastic smooth phase field –- a phasor noise –- that is then fed into a periodic function (e.g. a sine wave), producing an oscillating field with prescribed main frequencies and preserved contrast oscillations. I present in this thesis a mathematical model, that builds upon a reformulation of Gabor noise in terms of a phasor field that affords for a clear separation between local intensity and phase. In particular, I study the behavior of phasor noise in terms of its power spectrum. Hence, a comparative theoretical study of phasor noise was performed in order to gain understanding of links between its properties and parameters
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Linot, Fabrice. "Apport des Surfaces à Haute Impédance à la conception d'antennes réseaux compactes et d'antennes réseaux à très large bande passante." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00617270.
Анотація:
La technologie des antennes réseaux occupe une place croissante dans les applications aéroportées modernes militaires et civiles car elle offre des performances radioélectriques et des capacités d'intégration aux porteurs inenvisageables avec d'autres technologies. Ces performances sont couplées à des contraintes liées au couplage entre éléments rayonnants ou en termes d'intégration sur des petits porteurs. Ces deux contraintes peuvent être palliées à l'aide de surfaces à haute impédance (SHI) pouvant traduire le comportement d'un conducteur magnétique artificiel et/ou la capacité à interdire la propagation des ondes de surface dans une bande de fréquence. Les travaux présentés dans ce manuscrit ont pour objectif de présenter l'apport des SHI sur la conception de réseaux compacts et d'antennes réseaux ultra large bande. Après une introduction aux SHI, une présentation de modèles analytiques, numériques et expérimentaux a été présentée. Une partie des travaux est consacrée à l'étude du couplage mutuel entre deux antennes imprimées espacées l'une de l'autre d'une demi-longueur d'onde. Par la suite les différentes contributions apportées par les SHI, lorsqu'elles sont employées comme réflecteur, sur une antenne réseau ultra large bande sont montrées. Une modélisation analytique de l'antenne réseau placée au-dessus de réflecteurs à haute impédance est validée par des simulations numériques. Les SHI montrent qu'il est possible de créer des bandes passantes supplémentaires instantanées et agiles en fréquences permettant d'augmenter la bande passante initiale de l'antenne réseau. De plus elles permettent de réduire considérablement l'encombrement et d'obtenir une bande agile unique.
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Djian, Francis. "Modélisation thermique des thermostats pour oscillateurs à quartz et applications." Besançon, 1991. http://www.theses.fr/1991BESA2021.
Анотація:
Pour remédier à la sensibilité aux perturbations thermiques des oscillateurs à quartz très stables on utilise des enceintes thermostatées. L'étude réalisée dans cette thèse à pour objet la modélisation thermique de ces dispositifs. L'approche développée est celle des constantes localisées : la structure thermique est modélisée par un réseau de résistances thermiques et de capacités calorifiques. Les méthodes analytiques et expérimentales d'évaluation des coefficients thermiques ont été étudiées en tenant compte des échanges par conduction, rayonnement et convection. Le modèle permet de simuler les variations de température et de déterminer les fonctions de transfert entre les différents éléments de la structure thermique: oscillateur à quartz, sont d'asservissement, milieu ambiant. . . Ces méthodes ont été appliquées à une enceinte thermostatée commerciale et à une structure de test. Un programme de simulation et un dispositif expérimental ont été développés et ont montré la validité de la modélisation et ses limites. Grace aux techniques de modélisation développées, la possibilité d'une amélioration de la régulation à peu être étudiée. Elle consiste à compenser les effets des perturbations thermiques sur l'oscillateur à quartz par action sur la température de consigne, la méthode de synthèse de cette compensation à été décrire et appliquée avec succès à une enceinte thermostatée commerciale
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Béraud, Nicolas. "Fabrication assistée par ordinateur pour le procédé EBM." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI052/document.
Анотація:
Le procédé de fabrication par fusion de poudre à l'aide d'un faisceau d'électrons est appelé procédé Electron Beam Melting (EBM). Il permet la fabrication de pièces métalliques à partir de poudres. Grâce au niveau de qualité (géométrique et mécanique) des pièces produites, le procédé peut être utilisé afin de produire des pièces fonctionnelles et non plus uniquement des prototypes. Ce procédé, ainsi que les autres procédés additifs métalliques, permettent d'envisager le passage de l'impression 3D à la fabrication additive métallique.L'utilisation de la fabrication additive dans un contexte industriel impose le respect de critères en termes de qualité, coût et délai des pièces produites. L'ensemble des étapes numériques de mise en production d'une pièce constitue la chaîne numérique. Cette dernière a un impact fort sur l'ensemble de ces trois critères. Ainsi, cette thèse apporte une réponse à la question suivante :Comment la fabrication assistée par ordinateur peut-elle améliorer le triptyque qualité, coût, délai du procédé de fabrication EBM?Le problème est abordé par la question sous-jacente suivante :Quelles caractéristiques doit posséder un environnement de fabrication assistée par ordinateur adapté au procédé EBM ?Pour répondre à cette question, la chaîne numérique actuelle est analysée . Les principales limites identifiées sont :- l'utilisation de fichiers au format STL- l’impossibilité d’optimiser le procédé à différentes échelles- l’impossibilité de simuler le procédé EBMAfin de résoudre l'ensemble des problèmes énoncés, un environnement de FAO est proposé. Celui-ci permet de centraliser l'ensemble des opérations de mise en production au sein d'un environnement unique. Il autorise le travail avec l'ensemble des formats de fichiers reconnus comme les formats natifs des logiciels de CAO ou le format STEP. Des développements informatiques permettent de concrétiser l’environnement proposé.L'implémentation de l'environnement de FAO a mis en évidence le rôle fondamental de la simulation au sein de celui-ci. Il a donc fallu répondre à la question :Comment obtenir une simulation du procédé EBM permettant sa mise au point hors ligne en temps raisonnable ?Bien que la simulation du procédé EBM est largement traitée dans la littérature scientifique, les études proposées reposent sur la méthode des éléments finis et le temps de calcul nécessaire n'est pas compatible avec une utilisation au sein d'un environnement de FAO. Un type de simulation alternatif a donc été créé : une simulation par abaques. Elle est constituée d’une simulation par la méthode des éléments finis qui permet d'obtenir des cartes de températures pour des cas de chauffes et de refroidissements standards. Ces cartes de températures sont ensuite transformées en abaques. La simulation par abaques est vue comme la succession d'une multitude de cas standards. Ainsi l'algorithme de simulation par abaques cherche l'abaque le plus proche de la situation simulée, afin d’estimer les températures au pas de temps suivant.Cette méthode de simulation a permis une réduction des temps de calcul tout en gardant une précision suffisante pour pouvoir être utilisée pour optimiser les paramètres de fabrication.Grâce à une telle simulation, un outil d'optimisation des stratégies de fusion a pu être créé. Il permet d’améliorer la qualité des pièces produites en calculant des stratégies de fusion respectant certains critères thermiques.Les apports majeurs de ces travaux de thèses sont :- l'établissement d'un cahier des charges pour une chaîne numérique performante en EBM- le développement d'un environnement de FAO adapté au procédé EBM- la mise au point d'une simulation rapide du procédé EBM basée sur des abaques- la création d'un outil d'optimisation des stratégies de fusionThe Electron Beam Melting (EBM) process allows to build metallic parts from powder. Thanks to the geometric and mechanical quality of the parts produced, the EBM process can be used to manufacture functional parts and not only prototypes. This process, with other additive metallic processes, make it possible to consider a transition from 3D printing to metallic additive manufacturing.The use of additive manufacturing in an industrial environment requires compliance with quality, cost and time criteria for the parts produced. The production of manufactured parts involves a series of numerical stages which is called the numerical chain. The numerical chain has a significant impact on the three criteria mentioned above. Thus, this thesis provides an answer to the following question:How Computer Aided Manufacturing can improve the quality, cost and time of the EBM manufacturing process?This problem is addressed through the following underlying question:What are the required characteristics for a Computer Aided Manufacturing system adapted to the EBM process?In order to answer this question, the current numerical chain is analyzed. Three main limitations are found:- the use of STL files format- the process cannot be optimized at different scales- the process cannot be simulatedTo solve these issues, a CAM environment is proposed. It allows the centralization of all numerical operations in a single environment. All supported formats can be used within this environment, such as native CAD file formats or STEP format. Software developments are done to prove the feasibility of such an environment.The CAM environment implementation reveals the crucial role of simulation in this system. It is therefore necessary to answer this second question:How to obtain an EBM process simulation allowing the development of parameters, virtually?Although EBM simulation is a recurrent subject in scientific literature, existing studies are based on the finite elements method but the calculation time needed is too important to be used in an CAM environment. Thus, an alternative type of simulation is created in this thesis: a simulation based on abacus. It is composed of a finite elements model, that allows heat maps generation for standards cases of heating and cooling. These heat maps are then transformed in abacus. The simulation algorithm based on abacus search the nearest abacus from the simulated situation in order to estimate the temperatures at the next time step.This simulation method was used to reduce the calculation time while keeping a sufficient precision to optimize process parameters.With the simulation based on abacus, a tool for the optimization of melting strategies is developed. This tool allows quality improvement for the produced parts through the calculation of melting strategies according to thermic criteria.To summarize, the main contributions of this work are:- the definition of requirements specifications of a powerful numerical chain for the EBM process- the development of a CAM environment adapted to the EBM process- the proposal of a fast simulation for the EBM process, based on abacus- the development of a tool for the optimization of melting strategies
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Louin, Jean-Charles. "Effets d'hétérogénéités de teneur en carbone sur les cinétiques de transformations de phase et sur la genèse des contraintes internes lors du refroidissement d'aciers." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL077N.
Анотація:
Lors de la fabrication d'une pièce industrielle, le traitement thermique est une opération qui nécessite de maîtriser à la fois les microstructures obtenues et les contraintes et déformations résiduelles. La simulation numérique est un outil précieux pour une meilleure optimisation de ces traitements. Dans ce contexte, l'objectif de notre étude a été de contribuer au développement d'un outil de calcul permettant de prévoir les microstructures, les déformations et les contraintes au cours du traitement thermique de pièces en acier pouvant contenir des hétérogénéités de composition chimique en particulier de teneur en carbone. Nous avons d'abord développé le modèle de calcul des cinétiques de transformation de phases des aciers existant au laboratoire pour prendre en compte l'effet de l'enrichissement en carbone de l'austnite lors de sa décomposition partielle en ferrite sur les transformations ultérieures. Des calculs thermiques, métallurgiques et mécaniques couplés ont ensuite permis une analyse détaillée de l'effet de gradients de teneur en carbone à l'échelle macroscopique sur la genèse des microstructures et des contraintes internes au cours du refroidissement. Nous avons en particulier quantifié les effets possibles de macro et mésoségrégations de solidification dans des cylindres très massifs de taille proche de celle d'un lingot. Une validation expérimentale des résultats de simulation numérique a été mise en place pour des éprouvettes cylindriques supposées homogènes en composition chimique (acier 40CrMnMo8) puis pour une éprouvette chimiquement hétérogène spécialement conçue et fabriquée pour notre étude. Au préalable, les caractérisations expérimentales de l'acier ont permis de construire le jeu de données complet nécessaire aux simulations. Les résultats expérimentaux et calculés ont permis de bien mettre en évidence le rôle de l'hétérogénéité chimique. Enfin, une bonne corrélation calcul- expérience a été obtenue pour la déformation au cours du refroidissement d'une éprouvette 3D en forme de croissantHeat treatment is a process that needs the control of both final microstructures and residual stresses and deformations. Numerical simulation is a useful tool for a better optimization of this process. The aim of our work was to contribute to the development of a numerical tool for the prediction of microstructures, stresses and strains during cooling of pieces that may contain chemical heterogeneities, particularly carbon content heterogeneities. Firstly, an existing model for the prediction of transformation kinetics in steels has been further developped in order to take into account the effects of the carbon content enrichment of austenite due to a partial ferritic transformation on the subsequent transformations. Coupled thermal, metallurgical, mechanical calculations have then been performed to study the effects of carbon content gradients on the microstructural evolutions and on the residual stresses development during cooling. Particularly, the possible effects of solidification macro and mesosegregations have been quantified in massive cylinders with sizes close to the size of an ingot. Secondly, experimental validations have been performed for homogeneous cylindrical specimen (40CrMnMo8 steel) and for a chemically heterogeneous specimen specifically designed for our study. The complete set of input data necessary for the simulations has been established from experimental characterizations of the steel. The role of chemical heterogeneity has been analysed through the experimental and calculated results. Finally, a good correlation has been obtained between measurements and calculation of the deformation during cooling of a 3D "croissant" shaped specimen
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Sech, Nicolas Le. "Photocathodes à base de nanotubes de carbone sur substrats semi-conducteurs de type III-V. Application aux amplificateurs hyperfréquence." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/50/14/43/PDF/These_N_Le_Sech.pdf.
Анотація:
On trouve sur la plateforme de théses en lignes Tel le résuma suivant : Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement de sources électroniques à base de nanotubes de carbone modulées par voie optique appelées photocatodes. L'objectif de ces dernières est de les utiliser dans les tubes à ondes progressives, en remplacement des sources thermoïoniques actuelles, qui émettent un faisceau d'électrons continu. Ce nouveau type de dispositif permettrait de développer une nouvelle génération d'amplificateurs hyperfréquence large bande, plus compacts, plus légers et ayant un fort rendement pour les satellites de communication. Ces sources modulées reposent sur l'association de nanotubes de carbone avec des photodiodes P-i-Ns. Les photodiodes agissent comme des sources de courant tandis que les nanotubes jouent le rôle d'émetteurs d'électrons. Une modulation optique des photodiodes induit ainsi une émission modulée du faisceau d'électrons. Des études théoriques, couplées à des simulations, ont abouti à la compréhension détaillée du fonctionnement des photocathodes et à la connaissance de leurs performances. Par ailleurs, des résultats traitent de la fréquence de coupure qui limite le dispositif mais apportent néanmoins des perspectives d'améliorations. La fabrication des photocathodes a été menée à terme grâce à la mise au point de trois nouveaux procédés technologiques : une passivation des photodiodes InP-InGaAs-InP par une bi-couche de Slice/Nitrure de Silicium empêchant toute gravure ionique du substrat pendant la croissance des nanotubes. Une technique de croissance de nanotubes de carbone à basse température (550 °C-600 °C) limitant la diffusion des dopants dans les matériaux semiconducteurs de type III-V. Un recuit LASER des nanotubes de carbone améliorant leur qualité cristalline et diminuant leur résistivité. Enfin, les caractérisations du courant en fonction de la tension et les mesures fréquentielles des échantillons ont confirmé les résultats annoncés par la théorie. Une modulation du faisceau électronique contrôlée par voie optique a pu être mesurée jusqu'à 1. 1 GHz, même si la fréquence de coupure actuelle se limite à 400 MHz. La réalisation des photocatodes a ainsi pu être démontrée. De surcroît, les résultats prometteurs aux vues des perspectives d'évolutions, permettent d'envisager une intégration proche des photocathodes dans un tube à ondes progressives.
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Fauchet, Gauthier. "Modélisation en deux points de la turbulence isotrope compressible et validation à l'aide de simulations numériques." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10027.
Анотація:
Cette etude s'inscrit dans la continuite de travaux menes au laboratoire de mecanique des fluides et d'acoustique sur la modelisation spectrale de la turbulence isotrope compressible (marion (1988), bataille (1994)). Le modele precedemment developpe (modele e. D. Q. N. M. ) predit des dependances avec le mach turbulent (m#t) des quantites compressibles (telles que l'energie compressible et la dissipation dilatationnelle) en m#2#t. Or une etude du systeme des equations servant a deriver le modele montre une dependance en m#4#t de ces quantites (en accord avec la theorie pseudo-son de ristorcelli (1995)). Ceci nous a amene a remettre en cause la forme retenue par l'e. D. Q. N. M. Pour la decorrelation temporelle des champs (en exp(-t)) et a retenir une forme en exp(-t#2). Cette modelisation conduit a des dependances avec le mach turbulent coherentes avec le systeme initial. De plus, des comparaisons avec des simulations numeriques directes permettent de valider le modele. Un developpement analytique du modele, pour une faible compressibilite, est propose. Celui-ci permet de donner la forme et le niveau du spectre compressible en fonction des quantites caracteristiques de la turbulence incompressible. Il conduit a une relation liant la dissipation dilatationnelle a la dissipation solenoidale, relation susceptible d'etre utilisee au niveau des modeles en un point. Cette etude permet egalement de donner une forme analytique de la production acoustique. Cette forme est en accord avec les theories existant en acoustique. En particulier, la puissance totale rayonnee est trouvee proportionnelle a #s m#5#t. Enfin, des extensions du modele sont etudiees : un modele prenant en compte la convection de la masse volumique et un modele exprime en termes de spectres d'energie sont proposes.
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Menezla, Rabea. "Réalisation d'un logiciel de résolution de l'équation de poisson à trois dimensions : Simulation numérique tridimensionnelle du claquage des composants à jonctions P-N." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1990ECDL0027.
Анотація:
Les simulations numeriques sont couramment utilisees au moment de la conception des dispositifs electroniques pour etudier leur comportement sous certaines conditions d'environnement. La modelisation du fonctionnement du systeme a etudier au moyen d'equations mathematiques representant son comportement physique est a la base de tout programme de simulation. Cette these a porte sur la realisation d'un simulateur numerique tridimensionnel de la tenue en tension des composants electroniques discrets ou integres, realises dans une technologie de type planar. Le logiciel concu traite particulierement les effets de courbure apparaissant aux bordures des masques de diffusions et entrainant un claquage de type spherique ou cylindrique. Son objectif est d'etudier le claquage par avalanche survenant dans les dispositifs a jonctions p-n polarisees en inverse (en particulier le claquage spherique), et de donner la distribution de potentiel dans le volume du dispostif d'etude. Les tests de validation du logiciel numerique tridimensionnel clac3 ont porte essentiellement sur l'etude du claquage des diodes a jonctions p-n et des jonctions drain-substrat des transistors pmos
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Joly, Cécile. "Simulations numériques d'un jet rond turbulent et de son interaction avec un tourbillon de sillage." Université de Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0147.
Анотація:
Le contexte général de cette étude concerne l’impact des traînées de condensation, ces fameux panaches blancs fréquemment observés dans le sillage des avions, sur l’atmosphère. D’un point de vue aérodynamique, la formation des traînées de condensation se caractérise par l’interaction entre un jet turbulent et un tourbillon de sillage. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes thermiques et dynamiques mis en jeu dans cet écoulement. Ce travail repose sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes, et de conservation de l’énergie, formulées pour le cas d’un écoulement tridimensionnel, instationnaire et compressible. Deux approches sont considérées: la simulation numérique directe et la simulation des grandes échelles. Une simulation temporelle de la transition à la turbulence d’un jet rond non-isotherme est effectuée sans tenir compte du champ tourbillonnaire. A l’issue de cette simulation, un modèle de tourbillon de sillage est superposé à l’écoulement de jet. La première partie de cette thèse présente les deux approches, les différents modèles de sous-maille choisis pour les simulations des grandes échelles, ainsi que les méthodes numériques employées. La deuxième partie est consacrée à la simulation de l’écoulement de jet, et ici, l’objectif est de déterminer le modèle de sous-maille approprié à cette configuration d’écoulement. La troisième partie est dédiée à la simulation de l’interaction entre le jet et le tourbillon de sillage. Les résultats sont comparés à ceux issue d’une campagne d’essais. Les simulations ont démontré le développement de grosses structures de la turbulence autour du cœur tourbillonnaire, dans lesquelles se concentre le champ de températureThe general context of this study concerns the impact of contrails, these famous white plumes frequently observed in the aircraft wake, on the atmosphere. From an aerodynamic point of view, the formation of the contrails is characterised by the interaction between a turbulent jet and a wing-tip vortex. The aim of this thesis is to contribute to a better understanding of the thermal and dynamic phenomena involved in this flow. This work is based on the numerical resolution of the three-dimensional, unsteady and compressible Navier-Stokes and energy conservation equations. Two approaches are considered: the direct numerical simulation and the large eddy simulation. A temporal simulation of the transition to turbulence of a non-isothermal jet is performed without accounting for the vortex flow field. A the end of this simulation, a vortex model is superimposed on the jet flow field. The first part of this thesis describes the two approaches, the different subgrid models chosen for the large eddy simulations, and the numerical techniques employed. The second part is devoted to the jet flow simulation, and here the objective is to determine the subgrid model appropriated to this flow configuration. The third part is dedicated to the simulation of interaction between the jet and the vortex. Results are compared to experimental data. The simulations have demonstrated the development of large scale structures all around the vortex core. The temperature field concentrates in the large scale structures
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Quatravaux, Thibault. "Évolution de la modélisation du procédé VAR : contribution à la description de la dispersion inclusionnaire dans le puits liquide et à la prévention de défauts de solidification." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL037N.
Анотація:
Cette thèse s'articule autour de la modélisation du procédé de refusion à l'arc sous vide (V AR) à l'aide du code de calcul SOLAR. Le premier objectif de l'étude concerne l'amélioration de la description de certains phénomènes physiques au cours de l'élaboration, afin d'étendre les applications du logiciel aux simulations de refusions d'aciers. L'évolution de la modélisation des phénomènes de transfert dans le lingot secondaire comprend trois améliorations principales: - la modélisation du transfert thermique latéral, afin de tenir compte du phénomène de retrait entre la paroi du lingot et la lingotière, de la possibilité d'y injecter un gaz neutre et du réchauffement de l'eau dans le circuit de refroidissement en fonction de son débit, - une amélioration de la modélisation de la turbulence, le modèle k-E simplifié initialement implémenté dans le code ne permettant pas de décrire correctement l'écoulement du métal liquide dans le puits, - une nouvelle méthode de simulation de la croissance du lingot, reposant sur une opération cyclique de scission puis de croissance/migration des volumes de contrôle, qui respecte l'aspect continu de la croissance du lingot secondaire et autorise un affinement du maillage près de la surface libre. Le modèle amélioré a pu être finalement validé par comparaison avec des résultats expérimentaux issus de quatre refusions réalisées sur site industriel. Le second objectif vise à caractériser la qualité des produits élaborés en termes de propreté inclusionnaire et de risque de présence de veines ségrégées. Pour décrire le comportement inclusionnaire dans le puits liquide, un modèle trajectographique adapté aux écoulements turbulents a été validé puis implémenté dans le code. Différents comportements de particules ont été mis en évidence. Une éttlde sur le risque d'apparition de freckles a permis de retenir un critère particulièrement bien adapté au procédé. Une généralisation de ce critère, proposée dans ce travail, permettrait d'indiquer l'orientation privilégiée de ces canaux de ségrégationThis thesis deals with the modelling of Vacuum Arc Remelting process (VAR) using the numerical software SOLAR. The first aim of the study is a better description of several physical phenomena which occur during melting, in order to extend the application of the software to simulate the remelting of steel. The evolution in the modelling of transport phenomena in the secondary ingot is based on three major improvements: - lateral thermal transfer modelling, in order to take into account the formation of a gap between the ingot and the mould walls, a possible injection of a neutral gas, and the heating of water in the coolant circuit, according to its flow, - a better turbulence model, since the k-E model implemented previously in the numerical code was not accurate enough to correctly descri~ the flow of the liquid metal in the pool, - a new method to simulate the ingot growth, based on a cyclic operation of splitting and growth/migration of control volumes, which reproduces the continuous growth of the secondary ingot and allows for the refinement of the mesh close to the free surface. Finally, the improved model has been validated by comparison with experimental results provided from four remeltings carried out on full-scale furnaces. The second objective is the characterization of the quality of the manufactured products in terms of inclusion cleanliness and risk of freckles segregated channel generation. Ln order to describe the behaviour of inclusions in the liquid pool, a trajectory model, adapted to account for turbulent flows, was validated and then implemented in the code. Various particle behaviours were distinguished. A study on the risk of freckles generation led to the establishment of a criterion particularly weIl adapted to the process. A generalization of this criterion, suggested in this work, would allow the prediction of the probable orientation of such segregated channels
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Ribot, Bénédicte. "Modélisation numérique d'un système de ventilation d'un tunnel routier par une trappe de désenfumage dans le cas d'un incendie." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10195.
Анотація:
L'etude presentee dans ce memoire porte sur la modelisation numerique par la methode des volumes finis d'ecoulements tridimensionnels, turbulents, stationnaires, compressibles en milieux confines comme le sont ceux generes par les systemes de ventilation dans les tunnels routiers en cas d'incendie. L'objectif est de developper et valider des methodes de calcul pour representer les phenomenes physiques intervenant lors d'une aspiration par une trappe de desenfumage d'une nappe stratifiee. L'ensemble des travaux donne des informations et indications sur les conditions de modelisation d'aspiration de fumees par des trappes de desenfumage de tunnels routiers et sur les performances du code cfxf3d pour predire ces ecoulements. L'independance du maillage, l'effet de la nature de la condition limite pour traduire une extraction et l'influence de certains parametres (debit d'aspiration et le nombre de trappes) sont examines. Une etude phenomenologique des ecoulements au sein du tunnel est aussi traitee caracterisant la structure des fumees soumises a un courant d'air longitudinal. Un modele simplifie permettant de reproduire les effets induits par une trappe d'aspiration sur l'ecoulement au sein du tunnel et base sur la notion de puits (de masse, de quantite de mouvement et d'enthalpie) est propose. L'elaboration de ce modele et l'evaluation de ses performances sont effectuees en prenant en compte une trappe d'aspiration, puis trois trappes. Les temps de calcul sont alors fortement reduits. Ces etudes sont completees par une confrontation entre resultats numeriques et experimentaux. Les essais selectionnes ont ete realises sur une maquette de tunnel a l'echelle 1/20 e m e. Des informations interessantes sur la validation des modeles employes et des hypotheses faites sont obtenues. Notamment, il est montre que le modele de turbulence k- standard reproduit correctement les phenomenes d'aspiration de fumees sans ajustement particulier des valeurs des constantes.
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Yu, Qizhi. "Modèles de rivières animées pour l'exploration intéractive de paysages." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0126.
Анотація:
Dans cette thèse, nous avons proposé un modèle multi-échelle pour l'animation de rivière. Nous avons présenté un nouveau modèle pour chaque échelle. A l'échelle macro, nous avons proposé une méthode procédurale permettant de générer une rivière réaliste à la volée. A l'échelle méso nous avons amélioré un modèle phénoménologique basé sur une représentation vectorielle des ondes de choc près des obstacles, et proposé une methode pour la reconstruction adaptative de la surface de l'eau. A l'échelle micro, nous avons présenté une méthode adaptative pour texturer des surfaces de grande étendue avec des performances indépendantes de la scène. Nous avons également propos é une méthode d'advection de texture. Ces deux modèles reposent sur notre schéma d'échantillonnage adaptatif. En combinant ces modèles, nous avons pu animer des rivières de taille mondiale en temps réel, tout en étant contr?olable. Les performances de notre système sont indépendantes de la scène. La vitesse procédurale et l'échantillonage en espace écran permettent à notre système de fonctionner sur des domaines illimités. Les utilisateurs peuvent observer la rivière de très près ou de très loin à tout moment. Des vagues très détaillées peuvent être affichées. Les différents parties des rivières sont continues dans l'espace et dans le temps, même lors de l'exploration ou de l'édition de la rivière par un utilisateur. Cela signifie que l'utilisateur peut éditer les lits des rivières ou ajouter des îles à la volée sans interrompre l'animation. La vitesse de la rivière change dès que l'utilisateur en édite les caractéristiques, et l'utilisateur peut auss modifier son apparence avec des texturesRivers are ubiquitous in nature, and thus are an important component of the visual simulation of nature scenes. In nature, rivers are dynamic, therefore animation of rivers is necessary in these visual simulation applications. However, animation of rivers is a challenging problem. It incorporates multi-scale surface details and flow motion, and many phenomena involved have complex underlying physical causes. River animation is particular difficult in emerging interactive applications like Google Earth or games, which allow users to explore a very large scene and observe rivers at a very small scale or a very large scale at any moment. Controlling the design of water simulations is another hard problem. The goal of this dissertation is to achieve real-time, scalable, and controllable river animation with a detailed and space-time continuous appearance. To achieve this goal, we break down the river animation problem into macro-, meso-, and micro-scale subproblems from coarse to fine. We propose appropriate models for each scale that capture relevant surface details and fluid motion. In the macro-scale, we propose a procedural method that can compute velocities of rivers with curved banks, branchings and islands on the fly. In themeso-scale, we propose an improved featured-based simulationmethod to generate the crests of the quasi-stationary waves that obstaclesmake. We also propose a method for constructing an adaptive and feature-aligned water surface according to the given wave crests. In the micro-scale, we propose the use of wave sprites, a sprite-based texture model, to represent advected details with stationary spectrum properties on flow surfaces. Armed with wave sprites and a dynamic adaptive sampling scheme, we can texture the surface of a very large or even unbounded river with scene-independent performance. In addition, we propose a Lagrangian texture advection method that has other applications beyond river animation. We demonstrate that combining our models in three scales helps us incorporate visually convincing animated rivers into a very large terrain in real-time interactive applications
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Diener, Julien. "Acquisition et génération du mouvement de plantes." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0080.
Анотація:
Le but principal de ma thèse a été de développer des techniques innovantes pour l'animation de plantes. Deux approches ont été explorés : la reproduction du mouvement réel et la simulation temps réel. Premièrement, j'ai combiné des méthodes de suivi par ordinateur avec une interface utilisateur dans le but d’extraire des données fiables à partir de vidéos. Ensuite, une méthode statistique a été conçue pour estimer une structure hiérarchique de branches qui est utilisée pour reproduire le mouvement sur un large éventail de modèles virtuels. Deuxièmement, j'ai développé une nouvelle technique d'animation pour calculer la réponse des plantes à un vent contrôlable interactivement. La contribution principale a été de montrer que de simples approximations du modèle de charge aérodynamique mène à une réduction considérable du coût de la simulation. L'algorithme obtenu profite pleinement des capacités offertes par les cartes graphiques permettant l'animation de milliers d'arbres en temps réelThe primary goal of my Ph. D. Has been to develop innovative animation techniques for virtual plants. Two main approaches have been explored: the reproduction real motion and real-time simulation. First, I have mixed vision algorithms and user interface in order to extract reliable motion data from videos. An innovative method has then been designed to estimate a valid hierarchical structure of branches using statistical study which is used to retarget the video movement on a wide range of virtual plants. Second, I have developed new animation method that computes the response of plants to interactively controllable wind. The main contribution has been to show that simple approximations of the wind load model leads to a drastic reduction of the run-time computations. The simulation algorithm takes full advantage of the parallel processing capabilities of computer graphics cards allowing the animation of thousand trees in real-time
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Benchamma, Mérièm. "Réalisation d'un simulateur d'étude et de faisabilité pour la radiothérapie externe dynamique." Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30013.
Анотація:
Afin de concentrer une dose homogene sur la tumeur tout en minimisant l'irradiation des structures anatomiques saines par l'utilisation de faisceaux non-coplanaires, un simulateur-entraineur prefacant un futur systeme de conduite de protocoles d'irradiations dynamiques a ete realise pour etudier la faisabilite therapeutique de cette technique et en preparer l'utilisation clinique. Limitee au probleme balistique d'irradiation d'un volume cible approche par une sphere, la definition des positions de la source d'irradiation est obtenue par visualisation interactive des intersections des faisceaux et du volume cible. Les contraintes cliniques, conduisant a la recherche d'une concentration uniforme des radiations dans le volume cible tout en epargnant au mieux les organes critiques et les tissus sains, et les contraintes d'anti-collision des elements du dispositif d'irradiation lors des mouvements constituent les regles a satisfaire par les faisceaux candidats. Les differents faisceaux retenus peuvent egalement etre ajustes en deplacant independamment les machoires du collimateur et en effectuant des rotations de ce dernier. Egalement, pour limiter les zones des structures anatomiques saines exposees aux radiations, le contour de la region a proteger peut-etre dessine sur la coupe scanographique passant par l'isocentre afin de permettre le calcul et la transmission a une table tracante via la liaison serie rs 232 de la forme du cache pour y etre dessinee a l'echelle reelle
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Chen, Haifeng. "Système de simulation de spectres de masse assisté par ordinateur." Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077143.
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Farissier, Pierre. "Etude d'un modèle cartographique adapté à la simulation des écoulements en rivières." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10278.
Анотація:
Le but de cette these est d'etudier un modele cartographique de l'ensemble de la vallee d'une riviere et tel que la surface generee puisse servir de support a des simulations d'ecoulement. Ce modele cartographique est independant des differentes modelisations hydrauliques, assure la coherence hydraulique de la surface de la vallee reconstituee et peut servir de pre et post-processeur pour des codes de calculs hydrauliques. Les donnees requises sont un ensemble reduit de sections en travers du cours d'eau. La surface de la vallee est consideree comme provenant d'un morphogenese purement hydraulique. Cette hypothese permet de definir cette surface comme un ensemble de trajectoires d'ecoulement, ces trajectoires s'appuyant sur des sections en travers. On obtient un modele de surface biparametrique. La surface de la vallee est construite en trois etapes: interpolation des sections en travers de donnees, reparametrage de ces sections pour definir les points d'appuis des trajectoires d'ecoulement et interpolation de ces trajectoires. La surface obtenue est alors discretisee sous la forme d'un maillage qui conserve la topologie de la vallee. Le modele cartographique extrait les donnees geometriques necessaires aux codes de calculs hydrauliques puis utilise les resultats des simulations d'ecoulement pour determiner les zones inondees. La validation du modele cartographique a ete faite sur plusieurs rivieres
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Bonelli, Stéphane. "Contribution à la résolution de problèmes élastoplastiques de mécanique des sols et d'écoulements non saturés par la méthode des éléments finis." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX22038.
Анотація:
Cette étude s'est déroulée au sein de l'équipe "Modèles Numériques" de l'institut méditerranéen de technologie. Elle s'inscrit dans la motivation actuelle de la communauté scientifique, dont le CEMAGREF, a pouvoir bien simuler un ouvrage de type barrage en terre. Le choix d'un bon modèle de sol (difficulté majeure) n'est pas discute dans ce travail. L'effort est essentiellement porté sur les outils numériques permettant de dégager plus de temps sur la pré- ou post-étude (le vrai problème d'ingénierie), en réalisant des simulations fortement non linéaires avec un confort appréciable et une précision satisfaisante. L'écriture des lois de bilan d'un milieu poreux déformable polyphasique permet de lister les hypothèses sous-jacentes des modeles usuels, d'introduire les outils de travail heuristiques (principe de Terzaghi, loi de Darcy), et de mettre en évidence les lacunes actuelles de compréhension, de modélisation et d'identification. On tente une approche unifiée des outils classiques utilises en élastoplasticité pour décrire le comportement mécanique des sols satures parfaitement draines. Le modèle CJS (Cambou/Jafari/Sidoroff) pour les sols non cohérents est expose. L'étude formelle des lois élastoplastiques multimécanismes non standard est réalisée: après une rapide analyse de l'existence et de l'unicité en vitesse de variables internes pour une vitesse de déformation donnée, on met le problème sous la forme connue d'une équation différentielle ordinaire ou algébrique. La résolution numérique de problèmes aux limites de type élastoplastique ou écoulement non sature est exposée; elle est mise en oeuvre dans le code aux éléments finis SIC. 2 developpé a l'université de technologie de Compiègne. On propose plusieurs méthodes originales, que l'on compare a d'autres codes de calcul, a des résultats expérimentaux ou a des relevés in situ.
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Chaillat, Stéphanie. "Méthode multipôle rapide pour les équations intégrales de frontière en élastodynamique 3-D : application à la propagation d’ondes sismiques." Paris Est, 2008. http://pastel.paristech.org/5233/01/these_chaillat.pdf.
Анотація:
La simulation de la propagation d’ondes pour des configurations 3D est un domaine de recherche très actif. Le principal avantage de la BEM est de ne discrétiser que les frontières du domaine. Elle est ainsi bien adaptée aux domaines infinis. Cependant, la BEM classique conduit à des matrices pleines et donc à des coûts de calcul et mémoire importants. La FMM a permis d’augmenter de manière significative les capacités de la BEM dans beaucoup de domaines d’application. Dans ce travail, la FMM est étendue aux équations de l’élastodynamique 3D dans le domaine fréquentiel, pour des domaines homogènes puis, grâce à une stratégie de couplage BE-BE, aux problèmes multi-domaines. D’autres améliorations de la méthode sont aussi présentées: préconditionnement, réduction du nombre de moments, développement multipôle pour les fonctions de Green du demiespace. Des applications en sismologie sont présentées pour des modèles canoniques ainsi qu’au modèle de la vallée de GrenobleSimulating wave propagation in 3D configurations is becoming a very active area of research. The main advantage of the BEM is that only the domain boundaries are discretized. As a result, this method is well suited to dealing with unbounded domains. However, the standard BEM leads to fully-populated matrices, which results in high computational costs in CPU time and memory requirements. The Fast Multipole Method (FMM) has dramatically improved the capabilities of BEMs for many areas of application. In this thesis, the FMM is extended to 3D frequencydomain elastodynamics in homogeneous and piecewise-homogeneous media (using in the latter case a FMM-based BE-BE coupling). Improvements of the present FM-BEM are also presented: preconditioning, reduction of the number of moments, and formulation of a multipole expansion for the half space fundamental solutions. Seismological applications are given for canonical problems and the Grenoble valley case
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Reimeringer, Michael. "Une méthodologie et des outils pour concevoir en tenant compte de la simulation." Reims, 2009. http://www.theses.fr/2009REIMS001.
Анотація:
Les progrès effectués dans les modèles et les logiciels et la puissance des matériels font de la simulation un outil incontournable de la conception. Il est en effet indéniable que l'utilisation des logiciels de simulation, sous toutes leurs formes, apportent des avantages importants: études de solutions alternatives, optimisation des produits, réduction voire disparition des prototypes physiques, évaluation de modes de fabrication, diminution des coûts et des délais. Si l'on ne peut plus imaginer de conception sans appels fréquents à la simulation, l'intégration des calculs dans le processus de conception ne peut se faire sans définir les étapes et les liaisons entre les différents logiciels. Aujourd'hui cette étape de liaison entre ces différents outils n'est pas ou n'est encore que très partielle et l'aspect méthodologique est très souvent occultéSimulation becomes incontrovertible due to the many advancement made in model, software and material. The use of simulation tools supply many advantages: study of alternative solutions, optimization of product, decrease or disparition of physical prototypes, assessment of manufacturing process, and reduction of cost and delay. Nowadays design is often done without considering subsequent step like simulation. However this step is indispensable
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Charentenay, Julien de. "Simulation numérique d'écoulements réactifs instationnaires à faibles nombres de Mach." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0724.
Анотація:
Au cours de ce travail, l'étude du front de flamme est réalisée grâce à la simulation d'écoulements réactifs multi-espèces. Dans ce cadre, deux codes de simulation numérique directe bases respectivement sur les équations compressibles et sur l'hypothèse des faibles nombres de MAachsont comparés sur trois cas de complexité croissante. Le post-traitement des résultats obtenus montre que les flammes obtenues avec l'approche des faibles nombres de mach sont très similaires à celles obtenues avec l'approche compressible, tout en réduisant sensiblement le temps de calcul. Le code de simulation numérique directe base sur la formulation des faibles nombres de Mach a permis d'étudier l'influence des modelés de transport dans le cas des flammes prémélangées turbulentes. Les simulations d'interactions flammes / tourbillons et flammes / turbulence ont mis en évidence que les flammes obtenues en prenant en compte l'effet Soret sont plus plissées que lorsque l'on néglige cet effet. Toutefois, le traitement statistique de ces résultats n'a pas permis d'identifier avec certitude l'impact des modèles de transport détaillés sur la modélisation de ces flammes. Afin de confronter simulations et expériences, les méthodes numériques utilisées dans les codes de simulation numérique directe ont été modifiées pour utiliser des maillages lâches et irréguliers et de grands pas de temps. L'impact de ces modifications est identifié sur deux cas-tests simples : l'erreur observée est de l'ordre de 7%. La comparaison des simulations et des mesures expérimentales dans le cas d'une flamme a structures cohérentes montre que la fréquence des instabilités est parfaitement reproduite par ce calcul simplifie, mais que la taille de ces structures est sous-estimée par la simulation. Le processus de combustion est globalement très bien reproduit, comme le montrent les profils de température et d'espèces.
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Dubois, Jean-Luc. "L'abstraction fonctionnelle des parties contrôles des circuits pour l'accélération de simulateurs générés : une contribution au développement d'outils de C.A.O. de l'architecture matérielle." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10037.
Анотація:
L'accroissement incessant de complexité des circuits nécessite la définition de méthodes et d'outils, en particulier de simulation, toujours plus puissants. La génération de simulateurs, c'est-à-dire la traduction de la description d'un circuit en un programme écrit dans un langage de haut niveau, permet d'ajouter la portabilité à l'avantage majeur des méthodes de compilation qui est l'efficacité. L'inconvénient de cette technique réside dans l'importance de la taille des simulateurs produits et est dû à l'emploi du schéma trop classique de traduction d'un algorithme en un autre. Ce problème est évité grâce à la transformation des parties contrôles de circuits avant la génération. Le modèle résultant est alors constitué d'une partie contrôle essentiellement sous forme de données et d'une partie opérative sous forme algorithme. L'emploi de cette méthode, qui ne dépend pas du langage de description utilisé, permet a la fois la réduction de la taille des simulateurs et l'accélération de leur exécution
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Boyère, Emmanuel. "Contribution à la modélisation numérique thermomécanique tridimensionnelle du forgeage." Paris, ENMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0915.
Анотація:
Le developpement des methodes industrielles et de la recherche appliquee ont fait passer la forge d'une technique transmise par l'experience a l'etat de technologie. Parmi les modeles qui puissent decrire la forge, la thermomecanique des milieux continus, alliee au calcul numerique par la methode des elements finis, s'est averee depuis vingt ans un outil de plus en plus puissant, au fur et a mesure de la croissance des moyens informatiques. On est donc parti du code elements finis forge3 developpe au cemef et deja employe dans les bureaux d'etude de forges francaises et etrangeres. L'objectif etait de developper quelques points du logiciel pour le rendre encore plus industriel. L'etude a conduit a la programmation d'un module de post-traitement des calculs pour suivre le deplacement de points materiels lors du forgeage et permettre l'examen visuel de la deformation de marquages dessines dans la matiere. Elle a permis l'ajout au code d'une procedure d'integration temporelle, dite rk2, d'ordre 2 en temps. On a montre que c'est un point de passage oblige pour la simulation de procedes tels que le laminage circulaire. Une methode de calcul global du probleme couple des deformations dans la piece et du deplacement des outils flottants, qui ne sont pas pilotes par le forgeron, a ete programmee et etudiee dans le code. Enfin une methode de point fixe iterative a ete introduite dans le logiciel pour le calcul des temperatures d'outils dans la perspective de passer a une resolution globale du probleme thermique.
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Jamme, Stéphane. "Étude de l'interaction entre une turbulence homogène isotrope et une onde de choc." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT046H.
Анотація:
Ce travail met en lumière l'ensemble des mécanismes physiques fondamentaux caractéristiques du phénomène d'interaction entre une turbulence homogène isotrope libre et une onde de choc droite. Un outil numérique permettant la simulation directe de cette configuration d'écoulement est d'abord développé. Différents calculs sont ensuite conduits, donnant lieu à une compréhension précise et détaillée des évolutions observées pour les principales grandeurs statistiques de l'écoulement turbulent au cours de l'interaction avec le choc. L'influence de la nature de la turbulence incidente sur son comportement à travers la discontinuité est également mise en évidence. Nous utilisons pour cela la décomposition modale de Kovasznay qui permet de dégager les effets de la compressibilité sur le processus d'interaction. Une approche théorique est par ailleurs réalisée en s'appuyant sur une analyse linéaire non visqueuse du phénomène. Des comparaisons avec les résultats de simulation numérique directe sont effectuées et d'avèrent très convaincantes sur le plan qualitatif. La majorité des mécanismes fondamentaux inhérents au phénomène d'interaction choc / turbulence sont mis en évidence avec cette approche théorique qui se révèle ainsi très performante pour la configuration étudiée. Au bilan, on dispose d'une base de données susceptible d'être confrontée aux modèles classiques de turbulence compressible. Ce travail constitue également un point de départ indispensable à l'étude de configurations plus complexes telles que l'interaction choc / couche limite turbulente.
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Albaki, Rachida. "Contribution à l'étude des propriétés dynamiques des métaux liquides simples par simulation numérique et modèles analytiques." Metz, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2002/Albaki.Rachida.SMZ0205.pdf.
Анотація:
Le but de ce travail est de fournir une description du comportement structural et dynamique des métaux liquides simples. Les résultats présentés se rapportent aux métaux alcalins et alcalino-terreux. Une première partie de l'étude consiste à mettre au point et à tester la description des interactions interatomiques dans ces métaux. La transférabilité de l'état solide à̧ l'état liquide du pseudopotentiel de Fiolhais a ainsi été démontré. En effet, les résultats de dynamique moléculaire pour la structure statique des éléments étudiés sont en accord avec l'expérience. Dans une deuxième partie, les propriétés dynamiques individuelles (fonction d'autocorrélation des vitesses, densité spectrale, fonction mémoire, coefficient d'autodiffusion) obtenues par simulation sont comparées à des modèles analytiques et aux mesures expérimentales, lorsqu'elles existent. L'influence sur ces propriétés de la température et de la densité est discutée. Quant aux propriétés dynamiques collectives (facteur de structure dynamique, fonction de duffusion intermédiaire), elles sont étudiées en utilisant des modèles analytiques tels les modèles viscoélastique et hydrodynamique, ainsi que celui du couplage des modes. Ces modèles sont discutés par rapport à l'expérience.
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Gassenbauer, Václav. "Illumination coherence for ligh transport simulation." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S098.
Анотація:
Simulation of light transport in a scene is an essential task in realistic image synthesis. However, an accurate simulation of light as it bounces in the scene is time consuming. It has been shown that a key to speeding up light transport simulation algorithms is to take advantage of the high degree of spatial, angular, and temporal coherence. In this thesis we make three contributions in this area. First, we propose spatial directional radiance caching (SDRC) for accelerating the light transport simulation in scenes with glossy surfaces. The SDRC algorithm takes advantage of the smoothness of shading on glossy surfaces by interpolating the indirect illumination from a set of sparsely distributed radiance samples that are both spatially and directionally close. In the next part of the thesis, we propose an efficient and accurate local principal component analysis (LPCA) algorithm for dimensionality reduction and data compression of large data sets. To achieve efficiency our new algorithm, called SortCluster-LPCA, passes various information from previous iteration to the next. Improved accuracy is achieved through better initial seeding of cluster centroids in LPCA. Finally, we describe a work in progress focusing on the development of an algorithm for interactive relighting of animation sequences with indirect illumination. We formulate the relighting problem as a large 3D array expressing light propagation in a scene over multiple frames. We suggest an adaptive algorithm to make the pre-computation tractable exploiting coherence in light transportLa simulation de la propagation de la lumière dans une scène est une tâche essentielle en synthèse d'images réalistes. Cependant, une simulation correcte de la lumière ainsi que ses différents rebonds dans la scène reste couteuse en temps de calcul. Premièrement, nous proposons l'algorithme de cache de luminance spatial et directionnel SDRC. L'algorithme SDRC tire parti du fait que les variations d'éclairage sont douces sur les surfaces brillantes. L'éclairage en un point de la scène est alors calculé en interpolant l'éclairage indirect connu pour un ensemble d'échantillons de luminance spatialement proches et de directions similaires. Dans la partie suivante, nous présentons un algorithme efficace et précis d'analyse locale en composantes principales LPCA pour réduire la dimension et compresser un grandensemble de données. Pour améliorer l'efficacité de notre nouvel algoritme celui-ci propage les informations issues d'une itération à une itération suivante. En choisissant une meilleure graine initiale pour les centroïdes des clusters dans LPCA, la précision de la méthode est améliorée et produit une meilleure classification des données. Enfin, nous décrivons des travaux en cours de réalisation concernant une méthode de ré-éclairage interactif d'une séquence animée en prenant en compte l'éclairage indirect. Le problème de ré-éclairage est représenté sous la forme d'une grande matrice 3D représentant la propagation de la lumière dans la scène pour plusieurs images de la séquence. Un algorithme adaptatif pré-calcule la propagation de la lumière en exploitant les cohérences potentielles
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Zhang, Xiao Hui. "Simulation avancée des circuits micro-ondes." Paris 12, 1989. http://www.theses.fr/1989PA120040.
Анотація:
Les objectifs de cette these sont les suivants: 1) realiser une etude theorique de la ligne de transmission aux multiconducteurs dans les multicouches dielectriques. Selon l'approximation quasi-tem, un systeme d'equations differentielles est formule en construisant une fonction de green dans l'espace equivalent homogene, et en le considerant comme un probleme de champs electrostatiques. La methode des moments est utilisee pour sa resolution. Ce travail a conduit a un nouveau logiciel d'aide a la conception microline. Microline est integre dans le progiciel de simulation et d'optimisation des circuits micro-ondes esope, en lui donnant un atout special pour pouvoir traiter des mmics; 2) realiser une etude de simulation des reseaux electroniques non lineaires dans le domaine tempo-frequentiel et mettre au point un algorithme a la fois efficace et robuste du point de vue du calcul non lineaire, et adapte aux structures d'un simulateur de circuits lineaires existant, dans le but de le transformer en un simulateur de circuits micro-ondes non lineaires. Une nouvelle implantation de la methode harmonic balance est proposee ainsi qu'un nouvel algorithme de resolution bgsnl (bloc gauss seidel newton like) qui a conduit a la realisation d'un progiciel industriel de simulation de circuits micro-ondes non lineaires esope non lineaire
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Vettorel, Thomas. "Polymer crystallization studies by computer simulation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/VETTOREL_Thomas_2005.pdf.
Анотація:
Les polymères semi-cristallins sont des systèmes d'un grand intérêt industriel de par leur très nombreuses applications, et constituent également un riche sujet d'étude du fait de la complexité des structures formées au cours de la cristallisation, ainsi que des mécanismes à l'œuvre lors de celle-ci. Nous avons étudié la cristallisation des polymères par simulation numérique de plusieurs façons différentes : des simulations détaillées à l'échelle atomique nous ont permis de reproduire la structure cristalline de chaînes courtes d'alcanes à basse température, dont la simulation lors d'un réchauffement permet de retrouver une phase transitoire bien caractérisée expérimentalement. Le même modèle a été utilisé pour simuler le processus de cristallisation à partir du fondu au cours d'un refroidissement; ce type de simulations réaliste ne permet pas de reproduire des structures cristallines en un temps de simulation restreint. Afin de pouvoir reproduire efficacement des structures semi-cristallines aux caractéristiques réalistes, nous avons utilisé un autre type de simulations numériques nous permettant de considérer des échelles de longueur et de temps plus importantes : ce modèle coarse-grained a permis d'étudier le phénomène de cristallisation en détail, à l'aide de différents paramètres d'ordre caractérisant le cristal et son évolution au cours du temps. Nous avons aussi procédé à une étude détaillée des facteurs de structure du fondu de polymères à haute température de manière à déterminer quelle est l'influence de la structure du liquide sur la formation du cristal. Ces différentes études permettent une meilleure compréhension de l'influence sur le phénomène de cristallisation des différents paramètres utilisés dans la définition des modèles de simulation numériqueSemi-crystalline polymers are of great interest for industrial purposes, and the complex structures they involve as well as the mechanisms leading to the formation of crystals make their study very challenging. We investigated polymer crystallization by computer simulation via different methods: An atomisticly detailed model was used to reproduce the crystalline structure of short alkanes at low temperature, and continuous heating simulations gave rise to a transient phase that is well characterized in experiments. The same realistic model was used to simulate continuous cooling of the melt, but could not yield crystalline structures in a limited simulation time. In order to reproduce efficiently the characteristic features of semi-crystalline polymers, we used another simulation model which addresses larger length and time scales: This coarse-grained model allowed us to study the crystallization phenomenon in detail with several order parameters to characterize the crystal and its time evolution. The detailed study of the structure factors of the high-temperature melt has also been investigated so as to determine the influence of the liquid phase structure on crystal formation. These different studies yield a better understanding of the influence on crystallization of the various parameters entering the definitions of the simulation models
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Brocail, Julien. "Analyse expérimentale et numérique du contact à l'interface outil-copeau lors de l'usinage à grande vitesse des métaux." Valenciennes, 2009. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/6c282378-ea86-4bf0-8c06-48498e37e0da.
Анотація:
L'étude porte sur la caractérisation de l'interface outil-copeau lors de l'usinage à grande vitesse des métaux. Des études récentes montre que la modélisation de l'usinage grande vitesse nécessite la détermination d'une loi d'interface tenant compte des paramètres de contact (la pression de contact, la vitesse de glissement et la température d'interface) pour décrire plus précisément les paramètres du procédé (les efforts de coupe et la forme du copeau). Des essais de caractérisation basse vitesse, reproduisant les conditions mécaniques et thermiques du contact en pointe de l'outil lors d'une opération d'usinage grande vitesse, sont réalisés avec le test de compression-translation. Le banc a été adapté pour permettre une étude thermomécanique du contact. De nouveaux lopins et de nouveaux contacteurs ont permis de répondre aux exigences de cette étude. Une loi d'interface, dépendante de la pression de contact, de la vitesse de glissement et de la température d'interface a été définie pour le couple tribologique acier AISI 1045 / Carbure non revêtu. Cette loi implémentée dans un modèle numérique de la coupe orthogonale (développé sur Abaqus) offre des améliorations intéressantes. Une étude de sensibilité, menée avec ce modèle, a permis de déterminer les tolérances maximales d'identification des paramètres rhéologiques de la loi de Johnson-Cook, ou des paramètres de contact. Des expériences réalisées sur les aciers AISI 1045 et AISI 304L ont permis de déterminer les paramètres thermiques de contact tels que le coefficient de partage et la résistance thermique de contact RTC. Le modèle numérique du test montre l'influence de ces paramètres sur le coefficient de frottementThe study relates to the characterization of the tool-chip interface during the high-speed machining of metals. The existing numerical approaches do not generate good correlations of the process variables, such as the cutting forces and the shape of the chip. Recent studies show that the determination of an interfacial law according to the contact parameters (contact pressure, sliding velocity and interfacial temperature) is necessary to describe more precisely the process parameters. Experiments were carried out on the upsetting sliding test that reproduces the mechanics and thermals contact conditions of the HSM process at the tool tip. This specific device has been adapted and the antagonists have been modified for this study. A friction law according to the contact pressure, the sliding velocity, and the interfacial temperature was defined for the tribological system AISI 1045 steel / uncoated carbide. This law implemented in a numerical model of orthogonal cutting (developed in Abaqus) offers interesting improvements
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Mohamed, Kamel. "Simulation numérique en volume finis, de problèmes d'écoulements multidimensionnels raides, par un schéma de flux à deux pas." Paris 13, 2005. http://www.theses.fr/2005PA132020.
Анотація:
Cette thèse est consacrée à la simulation numérique de problèmes d'écoulements de fluides raides régis par des systèmes de lois de bilan non homogènes, dans des configurations monodimensionnelles et bidimensionnelles. La méthode numérique utilisee est une extension d'un schéma à deux pas (SRNH), comportant un paramètre ajustable, propose par le professeur F. Benkhaldoun dans un cadre monodimensionnel. Ainsi, en un premier temps on a introduit une variante S RN H R, obtenue en remplaçant la vitesse numérique par la vitesse de Rusanov locale, en vue de l'extension du schéma au cas bidimensionnel. Par la suite, une analyse de stabilité du schéma, révèle que celui-ci peut être d'ordre 1 au 2 selon la valeur du paramètre Une stratégie de variation de ce paramètre, basée sur la théorie des limiteurs a alors été adoptée. Le schéma peut ainsi être rendu d'ordre 1 dans les zones a forte variation de l'écoulement, et d'ordre 2, la ou l'écoulement est régulier, Ensuite on a établi les conditions pour que ce schéma respecte la propriété exacte introduite par Bermudez et Vazquez, Une étude d'implémentation des conditions aux limites, adaptée a ce schéma, a également été menée en se basant sur les invariants de Riemann. Dans la deuxieme partie de la thèse, on a appliqué ce schéma à des systèmes monophasiques homogènes et non homogènes. Par exemple on a réalisé la simulation des problèmes de rupture de barrage sur une marche, pour des configurations ID et 2D, en menant en particulier une étude de convergence numérique via la détermination des courbes d'erreurs. Enfin, on a utilisé le schéma pour la simulation numérique de systèmes diphasiques ( Ransom ID et 2D)This thesis is devoted to the numerical simulation of stiff fluid flows, governed by sys¬tems of conservation laws with source terms (non homogeneous systems). Both one dimensional and two-dimensional configurations are considered. The numerical method used is an extension of the two steps flux scheme (SRNH), which depends on a local adjustable parameter aj+i and which has been proposed by professor F. Benkhaldoun in the one dimensional framework. In a first part of the work, aiming to extend the scheme to the two-dimensional case, we introduce an alternative scheme (SRNHR), which is obtained from SRNH by replacing the numerical velocity, by the local physical Rusanov velocity. Thereafter, the stability analysis of the scheme, shows that the new scheme can be of order 1 or 2 according to the value of the parameter 0j+1. A strategy of variation of this parameter, based on limiters theory was then adopted. The scheme can thus be turned to order 1 in the regions where the flow has a strong variation, and to order 2 in the regions where the flow is regular. After this step, we established the conditions so that this scheme respects the exact C-property introduced by Bermudez and Vazquez. A study of boundary conditions, adapted to this kind of two steps schemes, has also been carried out using the Riemann invariants. In the second part of the thesis, we applied this new scheme to homogeneous and non¬homogeneous monophasic systems. For example, we performed the numerical simulation of shallow water phenomena with bottom topography in both one and two dimensions. We also carried out a numerical convergence study by plotting the error curves. Finally, we used the scheme for the numerical simulation of two phase flow models (Ransom ID and 2D)
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Dridi, Samia. "Essais de caractérisation des structures tissées." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0041/these.pdf.
Анотація:
Dans ce travail, on s'intéresse à l'étude et la modélisation de comportement mécanique de structure tissée. On commence par présenter les propriétés des matériaux testés grâce aux essais de caractérisation. Une base des données expérimentales est constituée afin d'analyser le comportement mécanique du tissu sous certaines sollicitations, et en particulier le cisaillement, moyennant la technique de corrélation d'image. Ensuite, en adoptant une approche hyperélastique, un modèle simplifié est développé permettant d'étudier numériquement l'influence de rapport des rigidités de traction et de cisaillement sur le comportement mécanique tissu suite à une extension à 45. Enfin, en se basant sur approche phénoménologique, une loi de comportement hyperélastique en puissance est proposée. Ce modèle est implanté dans une routine Vumat d'Abaqus/Explicit. Il est identifié à partir des essais de traction et de cisaillement et validé par certains cas de mise en forme des renforts tissésIn this work, we interested to the study and the modelling of mechanical behaviour of weave structure. We begin by presenting the properties of tested materials thanks to tests of characterization. An experimental data base is established to analyze the mechanical behaviour of fabric under some solicitations, in particular the shear, using the technique of digital image correlation. Then, by adopting a hyperelastic approach, a simplified model is developed allowing to study numerically the influence of the report of tensile and shearing rigidities on the mechanical behaviour of woven fabric, further to an extension in 45. Finally, by basing on phenomenological approach, a hyperelastic behaviour law is proposed. This model is implanted in a routine Vumat. It is identified from the tensile and the shearing tests and validated by certain cases of composite reinforcement forming
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Barrero, Daniel. "Simulation et visualisation de phénomènes naturels pour la synthèse d'images." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30001.
Анотація:
Les phenomenes naturels sont omnipresents dans notre environnement et leurs comportements se rappelent a nous tous les jours. La plupart du temps ils sont visibles a l'il nu et comprennent une serie de phenomenes tres divers dont les plus connus sont ceux correspondant a des milieux participants. Ce sont ceux auxquels on a affaire le plus souvent dans notre vie quotidienne : le brouillard matinal, l'evolution des nuages, la fumee de cigarette ou le feu dans la cheminee. Ainsi, il va de soi, que lorsqu'on veut recreer une scene quelconque a l'aide de l'ordinateur, il est essentiel que les phenomenes naturels soient pris en compte. En consequence, dans le domaine de la synthese d'images, le developpement d'un modele convaincant des phenomenes naturels est devenu l'un des problemes les plus attirants. Etant donne la diversite et la complexite de ces phenomenes, la plupart des modeles existants ne concernent que les phenomenes les plus courants, dont les milieux participants plus specialement. En effet, vu l'ubiquite de ces derniers depuis quelques annees il y a eu un interet croissant pour reproduire de facon plus precise les milieux participants et leurs comportements dans le but de generer des images de plus en plus realistes. Comme resultat, differentes approches avec plusieurs degres de compromis vis a vis des modeles physiques ont ete proposes pour essayer de les representer. Le travail de cette these s'inscrit dans cette perspective. Ainsi, dans un premier temps, nous avons developpe un nouveau modele pour la representation des milieux participants turbulents permettant de representer les differents phenomenes optiques et dynamiques s'y deroulant de facon tres realiste. La technique developpee pour representer le comportement
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Guilminot, Virginie. "La synthèse d'image animée : au-delà d'une simulation réaliste." Paris 8, 1996. http://www.theses.fr/1996PA081159.
Анотація:
L'esthétique réaliste très marquée d'une grande partie des images de synthèse en a peu à peu fait son principal signe de qualité. Cette thèse mixte vise, d'une part à comprendre la présence prononcée du réalisme au sein d'images entièrement fabriquées par ordinateur et, d'autre part à proposer des alternatives à cette esthétique dominante. De nombreux modèles scientifiques, inspirés de la réalité, hantent les logiciels d'animation 3D. L'auteur d'images de synthèse a un rôle prépondérant à jouer dans le combat de ces modèles : sa sensibilité et son intuition peuvent lui permettre d'échapper au moule "réaliste" imposé par l'outil. C'est là mon hypothèse principale. Le réalisme règne sur les domaines de prédilection de la synthèse d'image 3D : la recherche, la TV, le cinéma, sont atteints mais aussi, la fiction, les écoles et même souvent la création. Pourtant, des auteurs ont réussi à y échapper. Il sont peu nombreux, mais ce sont les pionniers. Citons trois d'entre eux : Joan Staveley, Tamás Waliczky, Michel Bret. Leur démarche sont différentes dans leur forme mais semblables dans leur volonté de sortir, et même sauver, l'infographie de la simulation réaliste. Mon désir est identique. Durant l'élaboration de cette thèse mixte, j'ai réalisé et fabriqué trois films courts, en images de synthèse tridimensionnelles. Mon but a été de privilégier la sensibilité plutôt que la prouesse technologique perpétuellement tournée vers les défis réalistes. Il est possible d'éviter le piège du réalisme. En narguant les critères des diffuseurs et en manipulant effrontément les logiciels, il est possible d'obtenir des images de synthèse différentes. Peu à peu, une nouvelle façon de penser les outils apparaît, et peut-être avec elle, des films et des auteurs qui vont bousculer l'ordre établi de la simulation réalisteA majority of 3d films and computer graphics respect a realistic aesthetic. On one hand, I will analyse why such totally made images initiate a film or reality and on the other hand, I will try to offer alternativity in order to create an other aesthetic, not being realistic. Softwares need numerous scientific formulas, therefore the author, while manipuling it, will be the main actor to change the situation. This is the main point. Realism exists in every 3d application, such as research, tv, cinema, fiction, school and even often in creation. A few artists managed to escape from realism, i. E. : Joan Stavely, Tamas Waliczky or Michel Bret. Each has its own way of working but they all aim at the same: not to reach realistic simulation. I agree on this point and illustrate my thinking, I made three 3d films with more sensitivity than technical challenge. It is possible to avoid the trap of realism. Indeed, by manipulating and divert the software, one can obtain different 3d computer graphics. Step by step, a new approach to handle and to develop tools apears, and thanks to this, authors can create films other than realistic.
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Nguegang, Bertrand Vidal. "Contribution à la simulation numérique du couplage thermomécanique en grandes déformations : Application à la simulation en mise en forme des structures volumiques." Dijon, 1996. http://www.theses.fr/1996DIJOS022.
Анотація:
Le travail décrit dans le présent mémoire a pour but l'étude précise du couplage thermomécanique pour les problèmes à comportement matériel de type dissipatif (élastoplasticité, élastoviscoplasticité, comportement rigide viscoplastique). Nous nous sommes donc intéressés à la modélisation, puis à la simulation numérique de problèmes anisothermes régis par les équations d'équilibre mécanique, l'équation de la chaleur et les équations constitutives thermomécaniques et thermiques. Les problèmes analyses sont non-stationnaires et incluent des chargements quasistatiques. Les effets convectifs ne sont pas pris en compte ni dans l'équation de la chaleur ni dans les équations de mouvement. Le problème de couplage thermomécanique, pour des structures 2D est discrétisé, d'une part spatialement par la méthode des éléments finis, et d'autre part temporellement par la méthode des différences finies. Pour éviter les inconvénients numériques inhérents aux méthodes de couplage fort, deux méthodes séquentielles qui consistent à découpler itérativement les problèmes mécaniques et thermiques pour les résoudre dans un ordre donne sont proposées et étudiées en détail dans le cadre du problème pose: il s'agit de la méthode séquentielle isotherme et de la méthode séquentielle isentropique. Ces deux méthodes découplent le problème couple initial en deux sous problèmes : l’un purement mécanique, isotherme pour la première et isentropique pour la seconde, dont la solution fournit une configuration d'équilibre donnée. L'autre purement thermique, défini sur la configuration d'équilibré du problème mécanique supposé fixe. Apres la validation des deux algorithmes par de nombreux exemples académiques, ils sont utilisés pour la simulation numérique d'essais thermomécaniques reproduisant des situations rencontrées dans des procédés de mise en forme de pièces massives. Les résultats obtenus sont satisfaisants.
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Corvisier, Philippe. "Ecoulement de fluides thixotropes dans des conduites droites ou présentant des singularités." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10188.
Анотація:
L'objectif de cette étude est la compréhension de l'interaction entre l'organisation de la structure interne d'un fluide thixotrope et le développement de l'écoulement. Trois situations ont été considérées : écoulement en conduite droite, dans des singularités ou démarrage. Des profils de vitesse ont été mesurés grâce à la technique de vélocimétrie par images de particules (PIV). Un aplatissement des profils de vitesse, une large zone de recirculation ou un écoulement bouchon ont été observés successivement. Une caractérisation rhéologique a ensuite été menée. Le comportement du fluide est décrit par un modèle de Quemada à cinétique structurelle fractionnaire. Enfin, un travail de simulation a été réalisé par l'adaptation du code Fluent 4. 5 au traitement de la thixotropie par l'adjonction de sous programmes. Une bonne concordance entre les résultats numériques et expérimentaux a été observée. Ainsi, les phénomènes observés ont pu être expliqués grâce à une analyse du champ de structureThe aim of this study is to put the focus on the interaction between the reorganization of the internal structure of a thixotropic fluid and the velocity field. Three cases were considered : a flow in a straight pipe, an entry flow and a start up flow. Velocity profiles were measured by particle image velocimetry (PIV). A flatness of velocity profiles, large vortex zones and a plug flow were observed. Then, a rheological study was conducted. It shows that a modified Quemada model with a fractional kinetic for the structural parameter l could be used. Moreover, to have a better understanding of the observed phenomenon in the pipe and to generalize the results, numerical simulations were performed. The finite volume code Fluent 4. 5 was adapted to deal with thixotropy by adding user defined subroutines. A good agreement between numerical and experimental results was observed. Moreover, the flow development was investigated by the analysis of the structural field
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Rohani, Seyed Yahya. "Simulation numérique du comportement des matériaux granulaires." Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Rohani.Seyed_Yahya.SMZ9541.pdf.
Анотація:
La théorie des milieux continus n'étant pas suffisante pour expliquer le comportement des matériaux granulaires, il est nécessaire de tenir compte de la nature discrète de ces milieux. Une méthode qui répond à ce souci est la méthode des éléments distincts. La simulation numérique du comportement des matériaux analogiques de Schneebeli (2d) et des matériaux granulaires (3d) est effectuée par la méthode des éléments distincts en utilisant le programme trubal afin de reproduire numériquement certains essais expérimentaux de caractérisation des matériaux granulaires. Les essais de compression biaxiale et de cisaillement simple sont effectués avec des rouleaux de P. V. C. Et de verre et l'essai triaxial est simulé avec des billes de verre. Les résultats expérimentaux valident la méthode exploitée et permettent ainsi d'obtenir par le calcul les paramètres caractéristiques des matériaux: l'angle de frottement interne et la variation de volume pour différents chemins de chargement. L'exploitation des résultats numériques met en évidence le role fondamental du frottement intergranulaire et de la densité du matériau, pour caractériser le milieu granulaire, tout en permettant l'analyse des phénomènes de dilatance, de localisation et de bande de cisaillement. Enfin nous avons appliqué cette étude au comportement des matériaux granulaires soumis aux effets de poussée et butée, et dans le cas du stockage des matériaux ensilésThe theory of continuous media is not sufficient to explain the behaviour of granular materials, so it is necessary to consider the discrete nature of such media. A method that answers such questions is the distinc element method. The numerical simulation of the behaviour of Schneebeli analogical material (2D) and of granular materials (3D) is done by the distinct element method and by using the trubal program in order to reproduce numerically, certain experimental tests of the characterization of granular materials. The biaxial compression test and the simple shear test are done with rolls of PVC and glass and the trixial test is simulated with glass balls. The experimental results validate the method used and enable us to obtain the characteristic parameters of materials by different kinds of loading. The exploitation of numerical results highlights the fundamental role of the intergrain friction and the material density in order to characterize the granular media, enabling the analysis of the phenomenon of dilatance, localization and shear band. Finally, we applied this study to the behaviour of granular materials under push and trust effects, and in the case of ensiled materials
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Zhang, Cun-Xiao. "Simulation numerique d'ecoulement turbulents autour d'un obstacle." Nantes, 1991. http://www.theses.fr/1991NANT2061.
Анотація:
Un code destine au calcul des ecoulements turbulents autour des batiments, baptise chensi, a ete developpe et valide sur differents cas reels. La discretisation des termes de convection dans les equations de la quantite de mouvement et de transport de k- est effectuee avec un schema en amont pondere dans le plan de calcul, le couplage vitesse-pression utilise la methode de compressibilite artificielle, l'algorithme est explicite en temps, sa convergence est acceleree par l'introduction d'un pas de temps evolutif et local. Le modele de turbulence est du type de k-. On utilise une loi de paroi afin d'eviter la resolution du systeme des equations pour la sous-couche visqueuse. Le code a ete applique au developpement d'une couche limite du a un changement de rugosite, a un ecoulement sur une marche descendante, sur une marche montante et au-dessus d'un bloc bidimensionnel. Enfin les cas d'un ecoulement tridimensionnel autour d'un obstacle cubique et parallelepipedique ont ete traites. La structure de l'ecoulement, le champ de vitesse et le champ de pression sont correctement predits par le modele. Cependant le calcul numerique sous-estime l'energie turbulente. L'extension du sillage dans les simulations tridimensionnelles est sous-estimee par la simulation. Les differentes sources d'incertitude ont ete analysees
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Koval, Junior Georg. "Comportement d’interface des matériaux granulaires." Paris Est, 2008. http://pastel.paristech.org/4192/01/KOVAL.pdf.
Анотація:
Cette thèse se consacre au comportement d’interface des matériaux granulaires, et particulièrement au phénomène de localisation des déformations au voisinage d’une paroi. À l’aide d’une géométrie annulaire à vitesse de cisaillement et pression de confinement imposées, on confronte des approches expérimentale et numérique. L’approche expérimentale est composée par des expériences avec des matériaux modèles dans deux appareils de cisaillement simple annulaire (ACSA et mini-ACSA). On relie les mesures globales des contraintes et des variations volumiques aux mesures de déformation du milieu granulaire obtenues par corrélation d’images (ACSA) et par imagerie par résonance magnétique (mini-ACSA). L’approche numérique consiste en des simulations discrètes bidimensionnelles (dynamique moléculaire). On étudie l’influence de la géométrie et de la rugosité des parois dans le comportement des interfaces granulaires. En simulation, on complète l’étude avec l’analyse des effets inertielsIn this thesis, we analyze the interface behavior of granular materials, and particularly the phenomenon of shear strain localization in the vicinity of a wall. Using an annular geometry with imposed shear velocity and confining pressure, we compare experimental and numerical approaches to describe this behavior. The experimental approach is composed of experiments with model materials in two annular simple shear devices (ACSA and mini-ACSA). We connect measurements of shear strain of the granular medium, obtained by correlation imaging velocimetry (ACSA) and by magnetic resonance imaging (mini-ACSA) to global measurements of the stress and volume variations. The numerical approach consists of two-dimensional discrete simulations (molecular dynamics). We study the influence of the geometry and the surface roughness on the behavior of the granular interfaces. In simulation, we complete the study with the analysis of inertial effects
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Lhuillier, Emmanuel. "Transports electronique dans les super-réseaux : applications aux détecteurs infrarouges à grandes longueur d'onde." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/52/86/65/PDF/THESE_EL.pdf.
Анотація:
L'imagerie infrarouge bas flux requiert des détecteurs grandes longueurs d'onde de hautes performances. Les détecteurs à puits quantiques (QWIP), de par la maturité de GaAs, la facilité à ajuster la longueur d'onde détectée sur une très large gamme et la possibilité de réaliser de larges matrices uniformes constituent d'excellents candidats pour ces applications. Afin de confirmer leur intérêt nous avons procédé à la caractérisation électro-optique fine d'un composant QWIP détectant à 15µm. Les performances mesurées ont été utilisées pour simuler celles d'une caméra basée sur ce détecteur et dédiée à un scénario faible flux et ont permis de valider la capacité de la filière QWIP à répondre à de telles missions infrarouges. Ces simulations ont aussi mis en évidence le rôle extrêmement préjudiciable joué par le courant d'obscurité. Nous avons alors mis au point une simulation basée sur un code de diffusion entre états localisés qui nous a permis de mieux appréhender le transport dans ces structures. Un important travail de développement de l'outil de simulation a été nécessaire. Ce code a révélé le rôle déterminant du profil de dopage sur le niveau de courant d'obscurité. Nous avons ainsi pu réaliser de nouvelles structures aux profils de dopage optimisés et dont le niveau de courant d'obscurité est abaissé de 50%. Nous avons par ailleurs pu apporter une interprétation quantique à la forme des courbes I(V) observée. Mais notre code de simulation s'avère plus généralement un outil puissant de simulation du transport dans les hétérostructures. L'influence des défauts de croissance (défauts d'interface et désordre) a pu être quantifiée et nous avons pu apporter les premières prédictions de performances de QCD THz. Enfin l'influence des effets non locaux sur le transport a été étudiée. L'observation de dents de scie sur les courbes I(V) de QWIP a pu être modélisée et son influence sur la détectivité évaluéeThe low flux infrared imaging needs performant high wavelength detectors. Quantum Well Infrared Photodetectors (QWIP), thanks to the maturity of GaAs, the possibility to adjust the detected wavelength on a large range and to realize large uniform matrix are good candidate for such applications. In order to validate this interest, we have performed an electro-optic characterization of a 15µm sample. These measurements have been used to simulate the performance of a camera based on this QWIP and used in a low infrared photons flux scenario. We predict that this QWIP would succeed. Nevertheless these simulations also underline the detrimental role of the dark current. Thus we have developed a simulation tool based on a hoping approach between localized states, which provide us a better understanding of the transport in these heterostructures. The code has in particular underlines the role plays by the electron –ionized impurities interaction, which make the dark current very sensitive to the doping profile. Using this tool we have designed new structures, with optimized doping profile, in which the scattering rate has been decreased by a factor two. Moreover we have identified a quantum origin to the plateau shape of the I(V) curve. This code is more generally a useful simulation tool for the transport in hétérostructures. The influence of growth defects (non ideal interface and disorder) has been quantized and we have performed the first evaluation of The R0A in a THz QCD. Finally non local transport effects have been investigated. Saw teeth observation on the I(V) curves have been modeled and their influence on the detectivty estimated
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Schaeffer, Nicolas. "Modélisation et simulation numérique des phénomènes de nucléation et de croissance en écoulement confiné." Université de Marne-la-Vallée, 2001. http://www.theses.fr/2001MARN0129.
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Petit, Nicolas. "Couplage des procédés d’adsorption sur charbon actif et de photocatalyse TiO₂ / UV pour l’élimination de composés organiques volatils." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S137.
Анотація:
La photocatalyse TiO2 / UV est un procédé émergent pour la dégradation des Composés Organiques Volatils. Cependant son passage à l’échelle industrielle est limité par le manque de connaissances en génie des procédés. Le couplage avec un adsorbant doit par ailleurs permettre de tirer parti des avantages respectifs des procédés. D’une manière générale, les différents résultats et l’outil de simulation développé permettent d’appréhender de manière nouvelle l’interaction entre l’adsorption et la photocatalyse. L’étude de deux modes d’écoulement, à flux tangentiel et traversant, nous a conduit à introduire, pour le second, un initiateur pour accélérer les cinétiques de réaction. Le fonctionnement séquencé du dispositif adsorption / photocatalyse nous a permis d’exploiter la désorption thermique pour une meilleure efficacité. Ainsi, le couplage des deux technologies offre des possibilités très intéressantes dans la perspective d’une utilisation pour un système de traitement d’airTiO2 / UV photocatalysis is an emerging technology for Volatile Organic Compounds degradation. However, industrial scale-up is limited by the lack of knowledge in process engineering. Moreover, the coupling with an adsorbent should allow taking the best from the respective advantages of each technique. Results and developed simulation tool enable to grasp in a new way the interaction between adsorption and photocatalysis. The study of two hydraulic modes, in tangential and filtering flow, led us to introduce, for the second one, an initiator to enhance the reaction kinetics. The sequenced operation of the adsorption / photocatalysis system allowed us to take advantage of the thermal desorption for a better effectiveness. So, the coupling of both technologies offers very interesting possibilities in the perspective of a use as an air treatment system
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Gougeon, Ludivine. "Comparaison de schémas numériques pour la simulation d’écoulements turbulents réactifs." Orléans, 2007. http://www.theses.fr/2007ORLE2024.
Анотація:
Ce travail de thèse porte sur le développement et la comparaison d’outils numériques pour la simulation d’écoulements compressibles réactifs turbulents. Les objectifs de cette étude sont doubles : il s’agit d’une part de tester l’approche de la Simulation des Grandes Échelles Implicite (MILES) et d’autre part de doter le laboratoire d’une plate-forme de simulation numérique performante, évolutive, robuste et précise. Pour cela, deux programmes d’approches et de portées différentes ont été élaborés. Le premier code, basé sur des schémas aux différences finies compactes centrées d’ordre 6, très précis et non dissipatifs, permet la simulation numérique directe (DNS) d’écoulements 3D turbulents sans chocs, en géométrie cartésienne. Ce code n’introduit pas de dissipation numérique et sert de référence pour tester l’approche MILES. Le second code s’appuie sur l’utilisation de méthodes récentes à capture de chocs : les schémas WENO. La formulation aux différences finies des schémas WENO d’ordre 3 à 11 est implémentée dans un code bidimensionnel. Le pouvoir de résolution des schémas WENO des différents ordres est évalué par analyse linéaire. Les problèmes spécifiques au cas multi-espèces sont mis en évidence et la positivité des fractions massiques est respectée grâce à la méthode de Larrouturou. Les différentes reconstructions ainsi que l’ordre du schéma sont évalués sur une série de cas test. Les deux codes font l’objet d’une comparaison sur la simulation d’une flamme 1D laminaire de prémélange et d’un jet 2D turbulent réactif H2/air. Enfin, les potentialités du schéma WENO sont démontrées sur une onde de détonation puis sur une interaction réactive onde de choc/bulle d’hydrogène.
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Darlet, Ludovic. "Système de visualisation scientifique assistée par ordinateur." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10044.
Анотація:
L'objectif de ce travail est le développement d'un système fonctionnel d'aide à la réalisation de films d'animation de résultats de simulations physiques. Le système VISIMAR permet l'encapsulation de résultats de simulations numériques en un agent capable de calculer la représentation graphique correspondant à chaque instant de son temps local. Un contrôleur est chargé de coordonner les temps locaux des objets dans le temps global de la visualisation en accord avec le script formel écrit par l'utilisateur. L'image finale est calculée par composition pour chaque pas de temps à partir des représentations graphiques des différents objets. Le système VISIMAR permet la description de l'animation par un système de transitions dont les états sont les scènes du film et les transitions les événements qui surviennent en cours de simulation
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Gaude, Daniel. "Modélisation et simulation de systèmes électromagnétiques à induction avec prise en compte des matériaux magnétiques et formulation par graphes de liens." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10115.
Анотація:
La simulation par ordinateur est necessaire avant toute conception concrete en genie electrique. La conversion de l'energie passe le plus souvent par une forme magnetique mettant en jeu les materiaux d'un circuit magnetique. La precision quant a la prevision des regimes transitoires et des pertes passe par une meilleure performance de la modelisation des materiaux. L'objet de cette these est de modeliser des systemes electromagnetiques a induction. Leur circuit magnetique est decompose en tubes de flux elementaires auxquels on applique une modelisation poussee du materiau (hysteresis dynamique). Le formalisme des graphes de liens, multi domaine et permettant l'analyse de causalite, bien adapte, est utilise aux fins de modeliser et de simuler en particulier un moteur asynchrone.
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Hénin, Jérôme. "Simulations moléculaires d'événements rares dans les systèmes biologiques membranaires." Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10007.
Анотація:
Les processus lents ou non spontanés impliquant les macromolécules du vivant peuvent être étudiés par simulations de dynamique moléculaire, pourvu qu'un algorithme assiste l'exploration par le système d'une coordonnée de réaction bien choisie. Nous avons mis en place un tel algorithme dans le programme NAMD destiné aux simulations à grande échelle des systèmes biomoléculaires. Il nous est ainsi possible d'explorer le repliement de peptides en hélice alpha, la reconnaissance et l'association de protéines au sein de la membrane, ou encore le transport spécifique d'une petite molécule, le glycérol, par un canal transmembranaire bactérienSlow or non spontaneously occurring processes involving biological macromolecules may still be studied through molecular dynamics simulations, provided that an algorithm promotes the exploration of a well–chosen reaction coordinate by the system. We implemented such an algorithm in the NAMD program, designed for large–scale simulations of biomolecular systems. We can then investigate the folding of peptides into alpha–helices, the recognition and association of proteins inside the membrane, as well as the specific transport of a small molecule, glycerol, by a bacterial transmembrane channel
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Dautriat, Jérémie. "Comportement hydromécanique de roches réservoir sous contraintes : relations entre évolution de perméabilité et échelles des mécanismes d'endommagement." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/38/57/77/PDF/Manuscrit_These_Dautriat.pdf.
Анотація:
La compréhension et la prévention des mécanismes d'endommagement ayant un impact sur les cinétiques de production et les taux de récupération reste un problème ouvert en ingénierie de réservoir. L'objectif de cette étude repose sur la caractérisation du comportement hydromécanique de roches gréseuses et carbonatés en 'condition de réservoir' et l'identification des mécanismes locaux responsables des évolutions de perméabilité mesurables macroscopiquement. L'essentiel du travail expérimental s'est articulé autour d'un dispositif triaxial original, permettant de mesurer en cours de chargement les évolutions de perméabilité dans les directions principales du tenseur de contraintes. La validation de notre protocole effectuée, une première campagne d'essais en compression hydrostatique et uniaxiale sur les grès de Fontainebleau et de Bentheim permet, d'une part, une analyse plus fine du comportement intrinsèque de ces matériaux par la mise en évidence et la prise en compte d'effets expérimentaux, et d'autre part d'étudier l'impact de l'endommagement fragile sur les perméabilités directionnelles. Une seconde série d'expériences de compression, selon différents chemins de chargement, a été réalisée sur un carbonate, le calcaire d'Estaillades. En régime de déformation élastique, la modélisation de la réduction de perméabilité a été appréhendée par une approche Réseau de Pores, basée sur une représentation simplifiée de l'espace poreux et extraite des reconstructions 3D par µ-tomographie RX. Si la rupture fragile des échantillons ne perturbe que très peu la perméabilité initiale, à plus haute pression effective, les diminutions de perméabilité peuvent atteindre 90% et sont alors associées aux mécanismes de pore collapse. L'analyse des échantillons déformés, couplée aux techniques de corrélation d'images acquises in-situ sur des dispositifs de compression simple sous MEB et sous Optique, permet une meilleure prise compte du rôle des échelles d'hétérogénéités dans la localisation des déformations et de mieux définir leur impact sur les évolutions de perméabilités à l'échelle de l'échantillonThe Understanding and the prevention of damage mechanisms, which have an impact on the kinetics of production and the rate of recovery, remain an outstanding issue in reservoir engineering. The aim of this study, based on the characterization of the hydromechanical behaviour of sandstone and carbonate rocks in 'reservoir conditions', is the identification of the local mechanisms responsible for changes in permeability measured macroscopically. The experimental work was performed with an original triaxial set-up, which allows measurements of the stress-induced permeability evolutions in the principal directions of the stress tensor. A first experimental campaign, consisting in hydrostatic and uniaxial compression tests, has been performed on Fontainebleau and Bentheim sandstones. In one hand, we showed that experimental end-effects might affect significantly the ‘classical' axial permeability measurements, and in the other hand, we have determined the impact of brittle failure on directional permeabilities. Compression experiments, following different stress-paths, were also carried out on a carbonate, the Estaillades limestone. In elastic deformation regime, the reduction of permeability was modelized by pore network simulations, based on 3D reconstructions of μ-tomography RX and a simplified representation of the pore space. While brittle fracture of carbonate samples induced slight permeability evolutions, at higher effective pressure, permeability drops can reach 90% to the initial values and are associated with mechanisms of pore collapse. The post-mortem analysis of deformed samples, coupled with digital image correlation methods, using both SEM and Optical acquisition devices, provide a better understanding of the role of the heterogeneities, identified at different scales, in the strain localization and their potential impacts on permeability changes at the sample scale
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Sadeghi, Maryam. "Modeling and simulation of spiral concentrators." Doctoral thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69372.
Анотація:
Les spirales gravimétriques ou « spirales » sont des équipements de séparation par gravité utilisés pour la valorisation des minerais pour lesquels la densité des minéraux de valeur est significativement différente de celle de gangue. C'est le cas du traitement du minerai de fer discuté dans cette thèse. Les spirales sont préférées à d'autres séparateurs car elles sont peu coûteuses, simples à utiliser, pratiquement sans entretien, peu exigeantes en énergie et n'utilisent pas de réactif. Malgré ces qualités attrayantes et contrairement à la flottation, peu d'études sont consacrées à examiner l'opération des spirales. En effet, ce n'est que récemment que l'analyse de ce procédé a démontré que les spirales ne réussissaient pas à récupérer les particules minérales denses et grossières au produit lourd alors qu'elles le devraient en théorie. Il a également été démontré récemment que l'eau de lavage, qui est la principale variable de contrôle pour les spirales, est en partie responsable de la perte des particules grossières. Pour compenser cette perte, d'autres variables de contrôle doivent être utilisées, dont l'ouverture des couteaux de concentré et la position des portes du diviseur à la décharge de la spirale. L'étude de stratégies alternatives de contrôle des spirales ne peut difficilement se faire en milieu industriel, car l'opération des usines de traitement des minéraux est soumise à des contraintes imposées par la production et la qualité du produit final. Par ailleurs, l'impact des perturbations dues aux variations du minerai et/ou aux problèmes mécaniques dans l'usine est inévitable. Tester de nouvelles stratégies de contrôle dans une usine pilote est une option certainement trop coûteuse. Les opérateurs d'usine recherchent donc des approches rapides et peu coûteuses pour identifier des stratégies qui pourraient ensuite être testées sécuritairement dans l'usine. La simulation de procédé offre cette possibilité, mais une étude de la littérature a rapidement révélé l'absence d'outils de simulation pour les spirales et plus particulièrement pour les circuits de séparation gravimétrique utilisant des spirales. Pour construire un tel simulateur il faut donc trouver ou développer des modèles mathématiques pour les unités du circuit. Pour pouvoir tester des stratégies de contrôle, il est important que le modèle développé prenne en compte les variables de fonctionnement de la spirale, dont l'ouverture des couteux de concentré et du diviseur à la décharge de spirale ainsi que l'ajout d'eau de lavage. L'objectif de ce projet de recherche est de proposer un tel modèle pour les spirales. Le modèle mathématique proposé décrit la trajectoire des particules distribuées en classes de minéraux/taille lors de leur descente dans la spirale. Cette prédiction est réalisée en introduisant le nouveau concept de Fonctions de Déplacement de Particules (FDP) pour décrire les mouvements des particules. Le modèle est calibré en utilisant des données générées à partir d'essais réalisés sur un montage à l'échelle pilote construit autour d'une spirale Mineral Technologies WW6 +, installée au Laboratoire de Traitement de Minerai de l'Université Laval. Le modèle est ensuite validé avec des données obtenues avec une spirale WW6E opérée au COREM. Le montage, mis en service à l'Université Laval, utilise une distribution contrôlée d'eau de lavage dans les tours de spirale pour surmonter le problème observé de distribution inégale de l'eau de lavage lorsque le système intégré à la spirale est utilisé. Le montage est également conçu pour échantillonner simultanément le produit de chaque couteau de concentré de la spirale, de sorte que la progression de la séparation des minéraux dans la spirale puisse être utilisée pour calibrer le modèle. Le simulateur calibré prédit de manière adéquate la réponse de la spirale aux changements des états des variables manipulables. Le modèle est capable de simuler l'opération d'une spirale nettoyeuse bien qu'il ait été calibré à l'aide de données collectées à partir d'une spirale ébaucheuse. Le modèle proposé est prêt à être implanté dans un simulateur pour une usine de traitement de minerai de fer, bien qu'il reste du travail à faire pour finaliser la méthodologie de calibrage pour améliorer la prédiction de la distribution granulométrique des minéraux dans le flux mixte de la spiraleSpiral concentrators are gravity separation devices used for the valorization of ores for which the specific gravity of the valuable minerals is significantly different from that of the gangue minerals. This is the case of iron ore processing discussed in this thesis. Spirals are preferred to other mineral separation devices because they are inexpensive, simple of operation, practically maintenance free, low energy demanding and do not require the use of reagents to separate minerals. Despite these appealing qualities and unlike flotation, few studies are dedicated to the analyze the spiral operation. Indeed, it is only recently that basic process analysis has shown that spirals fail to recover coarse dense mineral particles to the heavy product. It has also been recently found that wash water, as the main control variable for the operation of the studied spirals, is partly responsible for the loss of coarse valuable particles. To make up for this loss and to maintain a satisfactory operation of spirals, other control variables such as the concentrate cutter openings and position of the splitter gates at the spiral discharge should be used. The study of alternative control strategies for spirals implies testing these strategies in the industrial environment, which is practically impossible considering that the operation of mineral processing plants is subjected to constraints imposed on the production and on the quality of the plant product. Besides, the impact of disturbances due to ore variations and/or mechanical problems in the plant is unavoidable. Testing new control strategies in pilot plant is possible but it is certainly costly if one can find a pilot plant equipped for such testing. Plant operators are thus seeking for rapid and inexpensive approaches to carry out such investigation to identify strategies that can subsequently be safely tested in a plant. Process simulation offers this possibility, but a literature survey rapidly revealed the absence of simulation tools for spirals and more particularly for gravity separation circuits that use spiral concentrators. The first step in building such circuit simulator is to find or develop mathematical models for the units of the circuit. With the objective of testing control strategies, it is thus important that the model to be developed be able to account for the usual spiral operating variables, namely the cutter opening, the discharge splitter position and the wash water addition. The objective of this research project is to propose such model for spirals. A mathematical model is therefore described to predict the trajectory of particles distributed in mineral/size classes as they flow down a spiral. This is achieved here by introducing the new concept of Particle Displacement Functions (PDF) in spiral modelling to describe the movements of the particles flowing down the spiral. The model is calibrated using data generated from tests conducted on a pilot-scale test rig built around a Mineral Technologies WW6+ spiral, installed in the Mineral Processing Laboratory of Université Laval. The model is further validated with data obtained from a WW6E spiral operated at COREM. The test rig commissioned at Laval University uses a controlled wash water distribution within the spiral turns to overcome the observed problem of unequal wash water distribution when using the spiral built-in wash water distribution system. The test rig is also designed to sample simultaneously the product from each concentrate cutter of the spiral, so that the progress of the heavy mineral concentration down the spiral can be monitored. This information can be used to calibrate the model. The calibrated spiral simulator predicts adequately the spiral response to changes in the states of the operating variables. The model can simulate a cleaner spiral operation although it is calibrated using data collected from a rougher spiral operation. The proposed model is ready to be implemented into a simulator for an iron ore processing plant, although work remains to be done to finalize the calibration methodology to improve the prediction of the mineral size distribution in the spiral middling stream.
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Philippe, Jean-Robert. "Contribution des modèles mécaniques textiles à la simulation graphique des étoffes." Saint-Etienne, 2002. http://www.theses.fr/2002STET4010.
Анотація:
Les travaux développés dans cette thèse portent sur le développement d'un modèle mécanique et graphique de tissu permettant de reproduire la variété morphologique de drapés qu'il est possible de rencontrer dans la réalité. Pour la commande de ce modèle, 2 approches sont proposées : la première, qui consiste en une représentation du comportement non linéaire par un modèle flou (de type Larsen et Takagi-Sugeno) où les relations entre les entrées, les sorties et les états sont exprimées par des règles floues. La deuxième approche propose quant à elle une implémentation physique de ce modèle. Deux approches sont proposées aboutissant à des résultats de simulation très proches des drapés réels de référence, quelles que soient les propriétés mécaniques des tissus étudiésThis thesis deals with development of a mechanical and graphical model of woven fabrics, dedicated for the reproduction of morphological diversity of real fabric drapes. Two means of control are proposed : the first one consists of a representation of the non linear behaviour by a fuzzy model. In this case, mapping between inputs states and outputs is expressed by fuzzy rules, while the second consists of a mechanical implementation of the model. Two different startegies are proposed, leading to similar geometrical solutions, whatever the mechanical properties of studied fabrics may be
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Le, Bodic Laurent. "Approche de l'évaluation des systèmes interactifs multimodaux par simulation comportementale située." Brest, 2005. http://www.theses.fr/2005BRES2006.
Анотація:
Ce doctorat est une contribution à l'évaluation des systèmes interactifs multimodaux. Plus particulièrement, nous proposons une approche de l'évaluation par une simulation comportementale située. Une telle approche requiert l'usage d'un acteur virtuel, inscrit dans un environnement virtuel. Son interaction avec un système interactif virtuel est utilisé comme une représentation d'une possible communication homme-machine. Les personnes en charge du développement utilisent alors les problèmes d'utilisabilité détectés dans le virtuel, comme une source d'investigation pour augmenter l'efficience de leurs prototypes. La modélisation que nous proposons repose sur l'interaction entre trois modèles que sont : Le modèle de l'environnement, reproduisant les contextes d'interactions naturels de l'utilisateur. L'environnement interagit avec lui (déplacement, évitement, etc. ) Le modèle du système interactif, décrivant le fonctionnement de celui-ci en fonction des modalités d'interactions, Le modèle de l'utilisateur, son comportement cognitif et perceptif, est déterminé en fonction de ses caractéristiques et de son expérience. Cet utilisateur interagit avec l'environnement et le ou les système(s) interactif(s) à travers la réalisation, dans le virtuel, d'un scénario d'évaluation. Cette étude se conclut par la présentation du démonstrateur logiciel SIHMM et l'étude de sa validité opérationnelle, examinée à travers la corrélation d'expérimentations réelles et virtuelles. A partir de celles-ci, nous déterminons l'usage potentiel de la simulation dans les phases de développement des systèmes interactifs et ouvrons des perspectives sur l'usage futur de la simulation que nous souhaitons développerThe Phd thesis is a contribution to evaluation of multimodal interactive systems. More particularly, we propose an approach of the evaluation of theses systems by a behavorial and located simulation. Such a study requires the use of a virtual actor, registered in a virtual environment. Its interaction with a virtual interactive system is used as a representation of a possible man-machine communication. The people in charge of the development use then the usability problems, detected in the virtual world, as a source of investigations to increase the efficiency of their prototypes. Modeling that we propose lies on the interaction of three functional bricks, which are : Models of environment, which influence user in his decision-making and which interacts with him (avoidance, displacement, etc. ). Model describing interactive systems which, by their characteristics, allows and guides the dialogue. Model of users, reproducing human decision with mixing of cognitive and perceptive aspects. This virtual user, by his characteristics, his history, interacts with environment and interactive system through the realization, in a virtual world, of a scenario of evaluation. This study is concluded by the introduction of the software demonstrator SIHMM and the study from its operational validity. This one is examined through the correlation of reals and virtuals experiments. From this one, we determine the potential use of the simulation in the phases of development, of interactive systems and open prospects on the future use of the simulation which we wish to develop
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Malak, Jinane. "Modélisation par simulation numérique du fonctionnement mécanique de la fibre myocardique." Paris 12, 1988. http://www.theses.fr/1988PA120046.
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Laquerie, Nathalie. "Simulation numérique d'un écoulement diphasique multicomposant en milieu poreux." Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10526.
Анотація:
Le but de la thèse est de simuler le lessivage par injection d'eau d'un aquifère pollué par un hydrocarbure. L'accent est mis sur la modélisation où l'on prend en compte de façon explicite les échanges entre les phases, sans faire l'hypothèse d'équilibre local. Ce modèle nous a conduit à étudier un système de convection-diffusion-réaction dans lequel les temps caractéristiques régissant les divers mécanismes mis en jeu sont très différents. Dans un premier temps, nous avons fait l'étude monodimensionnelle, afin de cerner les principales difficultés : non linéarité, dégénérescence, caractère hyperbolique des équations. Afin de traiter aussi précisément que possible ces trois phénomènes, un schéma basé sur la méthode des pas fractionnaires est mis en place. Pour résoudre la partie convection, nous avons utilisé les schémas de Roe et de Harten, puis un schéma basé sur la méthode MUSCL introduite par Van Leer. La partie diffusion est traitée de manière semi-implicite par un schéma aux différences finies centrées. La partie réaction se ramène à l'étude d'un système d'équations différentielles ordinaires, qui est traité de façon semi-implicite. Dans ces deux dernières parties, les non-linéarités sont résolues à l'aide de la méthode de Newton. Ensuite, le schéma proposé est étendu à la dimension deux. On présente quelques tests numériques pour prouver la faisabilité de la méthode