Дисертації з теми "Modélisations analytiques"
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Bouley, Simon. "Modélisations analytiques du bruit tonal d'interaction rotor/ stator par la technique de raccordement modal." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC007/document.
Анотація:
Le bruit tonal d’interaction rotor-stator, généré par l’impact des sillages issus des pales d’un rotorsur la grille d’aubes d’un stator redresseur, contribue de manière déterminante au bruit d’origineaérodynamique des turbomachines axiales carénées, qui équipent une large part des systèmes de propulsionaéronautique et de conditionnement d’air. La prédiction du bruit par l’utilisation de simulationsnumériques demeure onéreuse, notamment dans les premières phases de conception lorsque de nombreusesconfigurations doivent être testées. Dans cette optique, l’approche analytique choisie dans cettethèse apporte une alternative tout à fait appropriée. Les modèles analytiques basés sur une fonctionde réponse aéroacoustique de profil isolé ne permettent pas de reproduire l’effet de grille engendrépar le nombre important d’aubes de stator. Inversement, de fortes approximations sont nécessairespour décliner les fonctions de réponse de grilles d’aubes existantes dans des configurations tridimensionnelles.Le formalisme proposé, basé sur la méthode de raccordement modal, permet d’introduiresimplement l’effet de grille dans une géométrie annulaire d’étage rotor-stator. Un modèle de réponse degrille rectilinéaire bidimensionnel est tout d’abord présenté pour la transmission d’ondes acoustiques àtravers le stator ainsi que pour la génération de bruit par l’impact de rafales hydrodynamiques. Dansce cadre, une analyse linéaire et non visqueuse est considérée, pour laquelle les modes acoustique ettourbillonnaire d’un gaz sont couplés par le biais des frontières rigides. Les perturbations de vitessesliées aux sillages sont modélisées comme des rafales convectées. Leur impact sur la grille de statorgénère des ondes acoustiques se propageant en amont, en aval ainsi que dans les espaces inter-aubesdu stator, vu comme un réseau périodique de guides d’ondes. Les sections de bords d’attaque et defuite des aubes sont considérées comme des interfaces sur lesquelles la continuité des fluctuations depression, de vitesse axiale et de vorticité est vérifiée. Un système d’équations est ainsi obtenu, puisrésolu par des projections sur les bases modales du conduit et des inversions matricielles. Le champacoustique rayonné est ainsi déterminé uniformément dans tout le domaine. Les résultats issus de cesmodélisations sont comparés à ceux des fonctions de réponse de grilles d’aubes rectilinéaires issues dela littérature, montrant un très bon accord avec les modèles basés sur la technique de Wiener-Hopf. Leformalisme est par la suite étendu aux grilles annulaires par l’ajout de fonctions de Bessel comme fonctionsde forme radiale exprimant les effets tridimensionnels. Finalement, une procédure est présentéepour rendre compte de l’hétérogénéité des aubes de stator, caractéristique des nouvelles architecturesde turbomachines. Cette méthodologie est basée sur l’emploi conjoint du principe du dipôle de bordd’attaque et de la fonction de réponse aéracoustique de la grille de stator à l’aide de la technique deraccordement modal. Le principe de dipôle de bord identifie le chargement instationnaire des aubesinduit par l’impact de rafales hydrodynamiques, calculé par le formalisme d’Amiet, avec la trace duchamp de pression acoustique produit par un dipôle placé au voisinage du bord de l’aube. Les prédictionsissues de ce modèle, appliqué dans un cadre bidimensionnel, sont ensuite comparées à des mesuresobtenues pendant la campagne d’essais du projet SEMAFORThe rotor-stator wake-interaction tonal noise, generated by the impingement of rotor wakes onoutlet guide vanes, plays a crucial role in the aerodynamic noise of axial-flow ducted fan stages. Thelatter are widely used in most aeronautic propulsion and air-conditioning systems. The noise predictionby means of numerical simulations remains expensive, especially at the preliminary design stage whennumerous configurations must be tested. In this respect, the analytical approach chosen in this thesisprovides a well suited alternative. The analytical modeling based on an isolated-airfoil response functioncan not reproduce the cascade effect introduced by the large number of stator vanes. Conversely, drasticapproximations are required to extend the current cascade response functions to three-dimensionalconfigurations. The proposed modeling based on the mode-matching technique simply introduces thecascade effect in an annular rotor-stator stage. A rectilinear cascade response function is firstly presentedto account for the acoustic transmission through the stator along with the wake-interaction noise.In this context, a linearized and non-viscous analysis is carried out, in which the acoustic and vorticalmodes of a gas are coupled at rigid physical boundaries. The velocity perturbations issued from thewakes are written as a sum of convected gusts. Their impingement on the cascade of vanes generatesacoustic waves propagating upstream, downstream of the cascade, as well as inside the inter-vane channelsof the stator, seen as a periodic array of bifurcated waveguides. The duct cross sections at theleading-edge and the trailing-edge of the vanes are seen as interfaces on which the continuity of thefluctuating pressure, axial velocity and vorticity is fulfilled. A system of linear equations is obtained,then solved by means of modal projections and matrix inversions. The acoustic field is then uniformlycalculated in the whole domain. Comparisons with rectilinear cascade response functions show a verygood agreement with predictions based on the Wiener-Hopf technique. The configuration of an annularcascade is addressed by introducing the Bessel functions as radial shape functions, expressing threedimensionaleffects. Finally, a procedure is presented to account for the heterogeneity of the statorvanes, typical of modern fan architectures. This approach is based on the combinaison of the leadingedgedipole principle and the cascade response function derived from the mode-matching technique.The edge-dipole principle identifies Amiet’s solution for the unsteady loading and the radiation of adipole approached very close to the edge of a half plane. The predictions provided by this modeling,applied in a two-dimensional configuration, are finaly compared to measurements performed in the testcampaign of the SEMAFOR project
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Rabat, Amélie. "Modélisations analytiques ILCM d'enceintes résonantes munies d'ouvertures de formes complexes. Application au couplage avec des lignes de transmission." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC092.
Анотація:
Ce travail de thèse concerne la modélisation de boîtiers de blindage. Ces dispositifs de protections comportent nécessairement, en pratique, des ouvertures, par exemple pour le passage de câbles ou encore les aérations. La source de perturbation pénètre à l'intérieur du boitier par le biais de l'ouverture et un couplage entre la source et les équipements internes se crée, pouvant éventuellement provoquer un dysfonctionnement de l'équipement à protéger. C'est un scénario très courant en CEM que le concepteur doit pouvoir anticiper. Pour analyser ces situations, un certains nombre d'outils sont à disposition des ingénieurs. Cependant, la plupart sont bien souvent couteux en temps de calcul, excluant de ce fait des analyses prédictives stochastiques, voir des études d'optimisation. Pour limiter ce coût, certains chercheurs ont proposé des méthodes alternatives, comme les modèles ILCM (Intermediate Level Circuit Model). Basée sur la théorie des lignes, cette technique reproduit le comportement de la cavité électromagnétique perforée par une approche circuit. Le problème initial est ainsi représenté par un circuit équivalent simple. Notre étude se focalise en particulier sur la recherche d'une approche rapide, fidèle et intuitive, afin de constituer un modèle analytique utile à la conception de boîtiers de blindage. Nous avons proposé quatre améliorations du modèle d'origine, à savoir le modèle ILCM de Martin Paul Robinson, pionnier de la méthode, le rendant ainsi plus représentatif de la réalité. Cependant, bien que notre travail traite en grande partie de cavités ne contenant aucun appareil, les modèles proposés dans ce manuscrit constitue une étape intermédiaire vers la modélisation de boîtiers de blindage réaliste. L'approche analytique ILCM a été validée pour un certain nombre d'exemples, prouvant de ce fait le potentiel de la méthodeThis PhD work is dedicated to shielding boxes modeling. Those shielding enclosure usually contains apertures, that are essential for cable cross or, for ventilation. They are commonly used to protect sensitive equipment from external radiated disruptions. Then, the capacity of a metallic shield to correctly limit parasitic interference and coupling is crucial to know for EMC designers. This coupling problem is particularly widespread in EMC domain that engineers have to anticipate. Several simulation tools are available to compute and analyze these electromagnetic problems. However, full wave numerical methods remains computationally intensive and take several hours to reach a solution. Analytical formulations may provide an attractive alternative using a far smaller computation time with a great accuracy, as ILCM models. Based on the transmission line theory, this technique is able to reproduce the electromagnetic cavity behavior and its apertures by means of a circuital approach. In fact, ILCM models considerably simplify the original problem by providing a simple equivalent circuit représentation of the electromagnetic problem. Our analysis deals with a fast, reliable and simple analytical formulation, in order to develop an helpful tool for shielding boxes design. In this document, we describe four improvements of the original model. These improvements have been made to renforce the initial formulation of Martin Paul Robinson, the method's pioneer, giving a more realistic description of the problem. However, our models focus predominantly on empty electromagnetic cavities containing apertures. Then, they constitutes an interesting intermediate step to model realistic shielding enclosures. The analytical ILCM approach has been validated for several configurations exemples, demonstrating the method potential
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Druon, Yann. "Etude de la propagation guidée et du rayonnement acoustiques par les conduits d'éjection de turboréacteur : Modélisations analytiques et numériques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2006. http://www.theses.fr/2006ECDL0002.
Анотація:
Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la modélisation de la propagation acoustique dans les conduits d’éjection de turboréacteur et du rayonnement correspondant vers l’extérieur. Le propos est, d’une part, de développer des méthodes de calcul analytiques permettant de modéliser le problème de façon souple et rapide et, d’autre part, d’évaluer la pertinence de différentes méthodes numériques, indispensables pour tenir compte de façon plus réaliste de la géométrie du problème et des conditions aérodynamiques. L’étude s'inscrit dans une démarche d’analyse progressive, en partant de configurations simples pour intégrer les éléments de complexité physiques les uns après les autres (traitements acoustiques, géométrie complexe, écoulements uniforme et non uniforme…). À chaque étape, les résultats des différentes méthodes sont comparés et l’influence des principaux paramètres du problème est analysée. La solution de référence est donnée ici par une méthode de calcul analytique basée sur la théorie modale en conduit annulaire de section constante. Le rayonnement en champ lointain est calculé, pour un corps central tronqué sur la section de sortie, par l’approximation de la membrane bafflée, et pour un corps central infini, par la technique de Wiener-Hopf. Ce dernier modèle, en particulier, prend en compte l’influence, sur le champ de pression rayonné, d’une condition de Kutta appliquée au bord de fuite de l’éjection. À basse fréquence, les méthodes numériques BEM et FEM aboutissent aux mêmes résultats en l’absence d’écoulement. Les comparaisons entreprises avec des mesures expérimentales sont très satisfaisantes, confirmant la pertinence des modèles théoriques. Lorsqu’un écoulement uniforme est pris en compte, les méthodes BEM et FEM convergent, respectivement, vers les solutions analytiques avec et sans condition de Kutta appliquée au bord de fuite. Le comportement particulier de chacune des méthodes est attribué à la variable de base considérée dans les codes de calcul, à savoir la pression ou le potentiel acoustiques. À haute fréquence, l’approche asymptotique par sommation de faisceaux gaussiens conduit à des résultats peu satisfaisants, les limitations de la méthode étant probablement dues à l’absence de modèle de diffraction dans la formulation actuelle. Plusieurs facteurs géométriques influencent la propagation acoustique à l’intérieur du conduit d’éjection secondaire. L’élément le plus critique est la présence des bifurcations, qui entraîne des recompositions modales du champ sonore d’autant plus fortes que les ondes incidentes se propagent avec une composante azimutale élevée (rotation du champ acoustique). Un modèle analytique est développé pour rendre compte de ces recompositions modales et sa pertinence est confirmée par comparaison des résultats avec la méthode BEM. À l’extérieur des conduits, l’influence du mât-réacteur et de la forme précise du corps central sur le champ rayonné en direction du sol se révèle plus limitée. L’effet des couches de cisaillement prenant naissance aux bords de fuite de l’éjection est en revanche conséquent. La réfraction des ondes induite par une discontinuité de vitesse de part et d’autre d’une ligne de glissement (modèle de Munt) semble correctement modélisée par la méthode FEM, pourtant limitée en théorie à un modèle d’écoulement porteur irrotationnel. L’influence des gradients de densité et de température, en revanche, n’est pas bien reproduiteThis work deals with the modeling of the acoustic propagation inside turbofan exhaust ducts and the corresponding radiation to the outside. The main objectives are, first, to develop analytical methods, enabling fast and flexible simulations of the problem, and second, to assess the relevance of different numerical methods, now indispensable to account for more realistic geometries and aerodynamic conditions. The study is performed following a progressive process, beginning with simplified configurations to integrate the elements of physical complexity one by one (presence of acoustic liners, realistic geometry, uniform and non-uniform mean flows…). At each stage, the results of the different methods are compared and the influence of the principal parameters is analyzed. The reference solution is given here by an analytical method based on the modal theory for annular ducts with constant cross section. The far field radiation is calculated, in the case of a hub truncated at the exit plane, using the flanged duct approximation, and for an infinite hub, with the aid of the Wiener-Hopf technique. In this last model, the possibility of vortex shedding from the duct trailing edge is included by application (or not) of a Kutta condition. At low frequency, and in the absence of mean flow, the Boundary and the Finite Element Methods (BEM and FEM) give the same results. The comparisons with measurements are also very good, confirming the relevance of the theoretical models. In the presence of a uniform mean flow, the BEM and the FEM respectively tend to the analytical solutions obtained with and without the Kutta condition imposed at the edge. The particular behavior associated to each method is thought to be related to the acoustic variable considered in the codes, i. E. Acoustic pressure or potential. At high frequency, the results of the Gaussian Beam Summation approach are found to be unsatisfactory, probably because of the absence of any diffraction model in the current code formulation. Several geometrical factors influence the acoustic propagation in the secondary exhaust duct (By-Pass). The most critical point lies in the presence of two bifurcations that induce modal redistributions increasing with the rotation of the incident wave inside the duct. An analytical model for sound propagation in a bifurcated duct is presented and validated by comparison with BEM results. Outside the ducts, the influence of the pylon and the after-body real geometry on the radiation to the ground seems to be more limited. Conversely, the effect of shear layers generated at the duct trailing edges is significant. In spite of theoretical restrictions, the waves refraction due to flow mismatches across a vortex sheet (Munt’s model) seems to be relatively well predicted by the FEM potential formulation. The impact of density or temperature gradients, however, is not well reproduced
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Antoinat, Léonard. "Contribution à la caractérisation de la déformation et de la rupture dynamique de structures sous impact : Modélisations et approche expérimentale." Thesis, Paris, ENSAM, 2014. http://www.theses.fr/2014ENAM0037/document.
Анотація:
L'objectif de ces travaux de thèse est de proposer des approches de modélisation et d'expérimentation de l'impact de structures déformables et indéformables sur différents milieux. Différents modèles analytiques et des simulations numériques sont développés en comparaison aux résultats expérimentaux. Une première partie se consacre à la caractérisation de la similitude entre la réponse à l'impact à l'eau d'un solide et la réponse d'un solide impactant une structure déformable. Des simulations éléments finis (EF) et SPH sont réalisées pour l'impact à l'eau d'un tube cylindrique (sans rupture). Un modèle analytique d'impact à l'eau est proposé pour prédire l'évolution de l'effort (pic, durée). L'analyse des résultats permet de dimensionner un programmateur d'impact solide reproduisant le pic d'effort. Des simulations EF de l'impact sur un tube cylindrique, à géométrie adapté, dans la direction longitudinale, sont réalisées et comparées à quelques expériences tests. Le «flambage dynamique» (dû au comportement inélastique du matériau et aux ondes de déformations) des tubes est alors observé. Une seconde partie traite du cas de la perforation sous impact d'une tôle mince à faibles vitesses d'impact (< 10 m/s, vitesse de déformation < 1000 s-1). Des essais sur puits de chute instrumenté (force, déplacement, déformée de tôle, avancée de fissure) sont analysés. Des simulations EF en éléments coques avec un critère de rupture ductile par endommagement sont réalisées. Les paramètres de rupture dynamique sont identifiés par méthode inverse à l'aide d'essais de résilience Charpy sur l'alliage d'aluminium de désignation 2024 T3. Une analyse des pics de force lors de l'impact permet une meilleure compréhension des mécanismes de perforation. En parallèle, un nouveau modèle analytique, basé sur les énergies impliquées lors de l'impact, est proposé et comparé aux simulations EF. L'étude numérique de la perforation est étendue aux grandes vitesses d'impact et de déformation (100 - 1000 m/s, vitesse de déformation <100 000 s-1) pour identifier les transitions des différents mécanismes de perforation connus (pétalisation, fragmentation des pétales, fragmentation complète)The objective of this work is to propose approaches to model and to assess experimentally the structural impact on different media. A variety of analytic models and numerical simulations are developed comparing to experimental results. The first part of this work presents a discussion on the similitude between a water impact and an impact on a deformable solid structure. Water impact simulations of a deformable cylinder (without rupture) are performed by finite elements (FE, Coupled Eulerian Lagrangian) and SPH analysis. An analytical model of water impact is proposed for the prediction of peak force evolution. The analysis of results permits to design an impact programmer reproducing this peak force. FE longitudinal impact simulations on cylindrical tubes, with an adapted geometry, are performed and compared with some experiments. The “dynamic buckling” of tubes under impact (due to the material inelastic behavior and to strain waves) is observed. The second part deals with the low velocity perforation (< 10 m/s, strain rate < 1000 s-1) of thin plates. Some experiments on an instrumented drop test (force, displacement, plate shape, crack propagation) are analyzed. Shell FE simulations, with a damage rupture criteria implemented are performed. Parameters are identified by inverse method with the help of Charpy tests made on 2024 T3 aluminum alloy. An analysis of the peak force, during impact, leads to a good understanding of the perforation mechanism. In parallel, a new analytical model, based on an energetic approach of the perforation, is proposed and compared with FE simulations. The numerical perforation study is extended to high velocities and high strain rates (100 - 1000m/s, strain rate < 100 000 s-1) in order to identify different well-known transitions of perforation (Petalisation, petals' fragmentation, total plate's fragmentation)
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Amado, Toni. "Modélisation d'un système dynamique à jeu du groupe moto-propulseur." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2006. http://www.theses.fr/2006ECDL0007.
Анотація:
Dans ce mémoire, nous avons étudié la dynamique non linéaire de l'entraînement de pompe à vide sur moteur diesel. Le contact bilatéral de l'accouplement est représenté par une raideur de contact en torsion et un amortissement visqueux. L'équation différentielle linéaire par morceaux obtenue est résolue de manière semi-analytique. Une technique de continuation, basée sur une méthode de tir semi-analytique. Est utilisée pour décrire les orbites périodiques et leurs bifurcations. Le comportement chaotique est mis en évidence par le calcul des exposants de Lyapunov et par les coupures de Poincaré. Finalement, un banc expérimental de principe a été réalisé. Les résultats expérimentaux et numériques ont été confrontés afin de valider la modélisation et la procédure d'analyseIn this document, we have studied the diesel engine vacuum pump drive non linear dynamics. The involved double-sided contact is represented by a classical torsion stiffness and a viscous torsion damping. The piecewise linear motion equation obtained is solved by a semi analytical method. A continuation technique, based on a semi analytical shooting method, is used to describe periodic orbits and their bifurcations. The chaotic behaviour is revealed by the computed Lyaopunov exponents and Poincaré applications. Finally, an experiment idealizing the vacuum pump system has been performed. Experimental and computed results will be confronted to validate the model and the analysis procedure
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Allard, Antoine. "Percolation sur graphes aléatoires - modélisation et description analytique -." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30822/30822.pdf.
Анотація:
Les graphes sont des objets mathématiques abstraits utilisés pour modéliser les interactions entre les éléments constitutifs des systèmes complexes. Cette utilisation est motivée par le fait qu’il existe un lien fondamental entre la structure de ces interactions et les propriétés macroscopiques de ces systèmes. La théorie de la percolation offre un paradigme de choix pour analyser la structure de ces graphes, et ainsi mieux comprendre les conditions dans lesquelles ces propriétés émergent. Les interactions dans une grande variété de systèmes complexes partagent plusieurs propriétés structurelles universelles, et leur incorporation dans un cadre théorique unique demeure l’un des principaux défis de l’étude des systèmes complexes. Exploitant une approche multitype, une idée toute simple mais étonnamment puissante, nous avons unifié l’ensemble des modèles de percolation sur graphes aléatoires connus en un même cadre théorique, ce qui en fait le plus général et le plus réaliste proposé à ce jour. Bien plus qu’une simple compilation, le formalisme que nous proposons augmente significativement la complexité des structures pouvant être reproduites et, de ce fait, ouvre la voie à plusieurs nouvelles avenues de recherche. Nous illustrons cette assertion notamment en utilisant notre modèle pour valider et formaliser certaines intuitions inspirées de résultats empiriques. Dans un premier temps, nous étudions comment la structure en réseau de certains systèmes complexes (ex. réseau de distribution électrique, réseau social) facilite leur surveillance, et par conséquent leur éventuel contrôle. Dans un second temps, nous explorons la possibilité d’utiliser la décomposition en couches “k-core” en tant que structure effective des graphes extraits des systèmes complexes réels. Enfin, nous utilisons notre modèle pour identifier les conditions pour lesquelles une nouvelle stratégie d’immunisation contre des maladies infectieuses est la stratégie optimale.Graphs are abstract mathematical objects used to model the interactions between the elements of complex systems. Their use is motivated by the fact that there exists a fundamental relationship between the structure of these interactions and the macroscopic properties of these systems. The structure of these graphs is analyzed within the paradigm of percolation theory whose tools and concepts contribute to a better understanding of the conditions for which these emergent properties appear. The underlying interactions of a wide variety of complex systems share many universal structural properties, and including these properties in a unified theoretical framework is one of the main challenges of the science of complex systems. Capitalizing on a multitype approach, a simple yet powerful idea, we have unified the models of percolation on random graphs published to this day in a single framework, hence yielding the most general and realistic framework to date. More than a mere compilation, this framework significantly increases the structural complexity of the graphs that can now be mathematically handled, and, as such, opens the way to many new research opportunities. We illustrate this assertion by using our framework to validate hypotheses hinted at by empirical results. First, we investigate how the network structure of some complex systems (e.g., power grids, social networks) enhances our ability to monitor them, and ultimately to control them. Second, we test the hypothesis that the “k-core” decomposition can act as an effective structure of graphs extracted from real complex systems. Third, we use our framework to identify the conditions for which a new immunization strategy against infectious diseases is optimal.
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Kibbou, El Mehdi. "Contribution à la modélisation thermomécanique des vibrations en coupe oblique et à l'établissement d'un plan optimal de maintenance intégré à la production tenant compte des conditions d'usinage." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0234.
Анотація:
Dans cette étude, on s’intéresse à un système de production par usinage qui est l’un des procédés de fabrications les plus adoptés par les différentes industries mécaniques (automobile, aéronautique, ferroviaire…). L'objectif de cette thèse pluridisciplinaire (Mécanique et Génie Industriel) est double : (1) le développement d’un nouveau modèle thermomécanique de la coupe oblique, avec vibration, en usinage à sec et (2) la maximisation du profit afin d’établir conjointement une stratégie de production et un plan de maintenance préventive. Le couplage entre l’opération d’usinage et la partie « optimisation simultanée des coûts de production et de maintenance » se fait à travers la prise en compte de l’effet des conditions de coupe sur l’état de la surface généré et sur l’usure de l’outil de coupe. Dans l’approche proposée, l’usure est prise en compte via la loi empirique de Taylor et l’état de la surface usinée est prédite à travers une nouvelle modélisation des vibrations en coupe oblique. Le premier objectif de la thèse concerne le développement d’une nouvelle modélisation thermomécanique de la coupe oblique avec vibration. Dans ce modèle analytique de coupe, le système vibratoire outil-porte outil est assimilé à un système à un seul degré de liberté dans la direction d’avance. On prend en compte le couplage entre les oscillations de l’outil, le processus thermomécanique de formation du copeau ainsi que l’effet régénératif. Ce dernier résulte de la variation de la quantité de matière à usiner entre deux passes successives. Les sorties de l’outil de la zone de coupe en fonction des conditions de coupe sont également considérées. Le couplage entre l’ensemble de ces mécanismes rend le problème à résoudre fortement non linéaire. Un algorithme de résolution permettant de réduire le temps de calcul a été mis en place. Le deuxième objectif de la thèse est réalisé par le biais du développement d’un modèle analytique. Dans ce modèle, le profit à maximiser, intègre les revenus de vente du produit fini, les coûts de production et de maintenance tout en considérant l’impact des conditions d’usinage sur les coûts de production, la qualité des pièces usinées ainsi que la dégradation du système de production. On prend donc en compte d’une manière simultanée l’impact des conditions d’usinage sur trois aspects fondamentaux pour la partie « optimisation simultanée des coûts de production et de maintenance ». Le premier concerne l’impact des conditions d’usinage sur la durée et les coûts de production. Le deuxième concerne l’impact sur la dégradation du système d’usinage et par conséquent sur le plan de maintenance optimal à adopter. Le troisième concerne l’impact sur la qualité du produit fini qui affecte directement les coûts de vente et plus précisément les coûts de reviens. Ces interactions sont prises en considération par le biais du développement d’un modèle analytique afin d’établir un plan optimal de maintenance intégrée à la production pour le système d’usinageIn this study, we are interested in a machining production system which is one of the manufacturing processes most adopted by the various mechanical industries (automotive, aviation…etc.). The objective of this multidisciplinary thesis (Mechanics and Industrial Engineering) is double: (1) the development of a new thermomechanical model of oblique cutting in dry machining and (2) the maximization of profit in order to establish a strategy production and a preventive maintenance plan.The coupling between the machining operation and the part "simultaneous optimization of production and maintenance costs" is done by considering the effect of cutting conditions on the generated surface quality and on the tool wear. In the proposed approach, wear is taken into account through Taylor's empirical law and the machined surface quality is predicted via a new model of vibrations in oblique cutting.The first objective of this work concerns the development of a new thermomechanical model of the oblique cutting with vibration. In this analytical cutting model, the vibratory system is assimilated to a system with a single degree of freedom in the tool feed direction. We take into account the coupling between tool oscillations, the thermomechanical process of chip formation as well as the regenerative effect. The latter results from the variation in the material quantity to be machined between two successive passes. The coupling between all of these mechanisms makes the problem to be solved strongly nonlinear. A resolution algorithm making it possible to reduce the computation time has been implemented.The second objective of the thesis is achieved through the development of an analytical model where the optimization consists in maximizing a profit integrating selling price of finished product, production and maintenance costs. We note the originality of this part consists in considering the impact of the machining conditions, especially the cutting speed, on the production durations and costs, the quality of the machined parts as well as the degradation of the production system. The impact of machining conditions on three fundamental aspects is therefore considered simultaneously for the "simultaneous optimization of production and maintenance costs" part. The first concerns the impact of machining conditions on production time and costs. The second concerns the impact on the degradation of the machining system and therefore on the optimal maintenance plan to be adopted. The third concerns the impact on the quality of the output product which directly affects the selling costs and more specifically the total profit. These interactions are taken into account through the development of an analytical model to establish an optimal integrated production maintenance plan for the machining system, illustrated by the optimal switching date for changing cutting speed and the optimal numbers of batches to produce before every preventive maintenance action for every production phase. Every production phase is characterized by a cutting speed
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Hallal, Ali. "Modélisation analytique généralisée des propriétés élastiques des composites textiles." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0004.
Анотація:
L'utilisation des composites textiles a progressé récemment dans les industries avancées afin de remplacer les composites traditionnels et les stratifiés. La prédiction des propriétés élastiques des composites textiles présente une étape très importante qu’on peut se baser sur, afin de comprendre le comportement mécaniques de ces matériaux. L’objectif de cette thèse est de proposer un modèle analytique fiable et généralisée profitant des avantages des méthodes analytiques relativement aux méthodes numériques. Le modèle généralisé a été appliqué à toutes sortes de composites textiles, où il a donné de très bons résultats en particulier pour les modules d’Young et de cisaillement en plan. La mémoire est présentée sous forme d’une thèse par articles/publications. La thèse est composée de huit chapitres : le chapitre de coordination, les six chapitres qui correspondent aux six articles et la conclusion généraleThe use of textile composites has increased recently in advanced industries to replace traditional composites and laminates. The prediction of elastic properties of textile composites presents an important step to understand the mechanical behavior of these materials. The objective of this thesis is to propose a reliable analytical model benefits from analytical methods advantageous against numerical methods. The proposed generalized model has been applied to all kinds of textile composites, where it yields very good results especially for the Young's modulus and shear plane. The thesis consists is a thesis by articles/publications. The thesis consists of eight chapters: Coordinating chapter, six chapters correspond to six publications and a general conclusion
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Kabagire, K. Daddy. "Modélisation expérimentale et analytique des propriétés rhéologiques des bétons autoplaçants." Thèse, Université de Sherbrooke, 2018. http://hdl.handle.net/11143/11635.
Анотація:
Les paramètres de formulation et les conditions de mise en place du béton frais affectent ses propriétés mécaniques et sa durabilité à l’état durci et in extenso la durabilité de l’ouvrage construit. De ce fait, l’ouvrabilité du béton doit être judicieusement choisi selon la géométrie de l’élément à couler et la disposition des armatures. Par exemple, le béton autoplacant (BAP) se met en place sous son propre poids et épouse adéquatement les coffrages sans apport de vibration mécanique. Ainsi le BAP est généralement utilisé pour couler les éléments ayant une géométrie complexe ou difficilement accessible. Le comportement à l’écoulement lors de la mise en place de cette classe de béton peut difficilement être prédit à l’aide des essais empiriques tels que le cône d’Abrams. Par ailleurs, une légère variation des propriétés des constituants peut conduire à un béton avec des faibles performances à l’écoulement. La rhéologie, une branche de la physique qui étudie l’écoulement des fluides, permet une meilleure description des propriétés à l’écoulement des BAP et facilite la compréhension de ce matériau.
Le BAP peut être considéré comme une suspension de gros granulats dans un fluide suspendant (mortier). Dans ce cas, des modèles rhéologiques analytiques peuvent être exploités pour prédire les propriétés rhéologiques de ces matériaux et comprendre leur comportement à l’écoulement. Néanmoins, l’applicabilité de ces modèles est fonction de plusieurs paramètres, notamment la nature de la phase suspendante considérée (pâte, mortier de béton équivalent ou mortier), caractéristiques des particules solides, historique de cisaillement de la phase suspendante et de la suspension, etc. Cette recherche exhaustive vise essentiellement à évaluer l’influence de différents paramètres de formulation et d’essais sur les propriétés rhéologiques des BAP afin de comprendre le comportement à l’écoulement de cette classe de béton. Une approche de prédiction des propriétés rhéologiques des BAP simulés par des suspensions diphasiques, c’est-à-dire composés d’une phase suspendante et inclusions solides, est proposée. L’approche diphasique se heurte généralement à la difficulté de définir la phase suspendante.
La première phase du programme expérimental est consacrée à une évaluation de l’applicabilité de la méthode de mortier de béton équivalent (MBE) pour prédire les propriétés à l’état frais des BAP. Les résultats obtenus montrent que cette méthode ne fournit pas une bonne corrélation entre les propriétés à l’état frais des BAP et leur MBE. Ceci est dû, en partie, au fait que seule la surface spécifique des gros granulats soit considérée comme critère pour formuler les mélanges de MBE. En effet, les résultats obtenus montrent que le concept de la pâte en excès doit être considéré pour améliorer les relations entre le BAP et son MBE. Ce concept tient compte du volume et de la compacité des gros granulats dans le béton. Bien que l’utilisation de la pâte en excès améliorer l’approche du MBE, mais résulte en des corrélations complexes et difficilement exploitables pour pouvoir appliquer une approche diphasique afin de prédire les propriétés à l’état frais et rhéologiques des BAP en considérant le MBE comme phase suspendante. Pour pallier à cette difficulté, une investigation plus exhaustive de la pâte-mortier/mortier-BAP est nécessaire afin de mieux comprendre la synergie des différents paramètres de formulation et d’identifier la phases suspendante la plus adéquate pour prédire les propriétés du BAP.
La deuxième phase de cette étude porte sur l’évaluation de l’effet des caractéristiques des particules solides sur les propriétés rhéologiques des suspensions en exploitant des modèles analytiques, notamment les modèles de Krieger-Dougherty (KD) et de Château-Ovarlez-Trung (COT). Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence l’effet de la forme et de la granulométrie des particules solides sur les paramètres intrinsèques de ces modèles analytiques. De plus, il est montré que ces paramètres intrinsèques sont considérablement affectés par les paramètres de formulation, le protocole de cisaillement et la concentration de la phase suspendante (i.e. rapport Eau/Liant). Par ailleurs, il est montré que le modèle rhéologique (Bingham ou Herschel Bulkley) choisi pour décrire le comportement de la phase suspendante (pâte) et de la suspension (mortier) est un facteur influent sur les propriétés rhéologiques prédites des suspensions.
La troisième phase de cette étude vise l’exploitation des modèles analytiques pour prédire les propriétés rhéologiques tout en identifiant une phase suspendante qui représente le plus fidèlement le BAP. Différentes phases suspendantes (mortier) ont été évaluées, notamment le mortier tamisé, mortier type I et le mortier II. Les corrélations entre les propriétés à l’état frais et rhéologiques des BAP et de différents mortiers ont été établies. De plus, l’effet des paramètres de formulation les plus influents sur les corrélations des propriétés rhéologiques entre les différentes phases ainsi que sur les paramètres intrinsèques des modèles de prédiction ont été mis en évidence. Des modèles sont proposés pour prédire les propriétés rhéologiques des mélanges de BAP en considérant le mortier type II comme phase suspendante.
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Ghoreishi, Seyed. "Modélisation analytique et caractérisation expérimentale du comportement de câbles synthétiques." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2048.
Анотація:
Les câbles synthétiques se caractérisent par une architecture très complexe, et une structure hiérarchique. Pour les applications marines, ils sont sollicités en traction, et l'objectif de ce travail est de modéliser leur comportement axial, à partir de la loi de comportement de la fibre, et de la description géométrique du câble. Etant donné l'architecture du câble, deux types de modèles de transition d'échelles sont développés : l'un est adapté à un assemblage d'un grand nombre de constituants torsadés, alors que le second est destiné à une structure dite 1+6 avec une âme centrale et 6 fils hélicoïdaux. Dans les deux cas, différents modèles de la littérature, provenant de travaux relatifs à des câbles synthétiques ou métalliques sont présentés et discutés. Pour la structure à grand nombre de constituants torsadés, seul le comportement en traction est pris en compte au niveau local, et les phénomènes d'interaction entre les constituants sont négligés. Pour la structure 1+6, l'âme et les fils hélicoïdaux sont décrits par des poutres courbes, et l'écriture des conditions de contact entre les fils et l'âme, moyennant certaines hypothèses, permet d'exprimer la cinématique de toute la section en fonction des seuls degrés de liberté de l'âme. Tous ces modèles sont mis en œuvre sur différents exemples. Dans une deuxième partie, sont présentés les essais de caractérisation du comportement de câbles synthétiques. L'objectif est ici de valider les modèles précédents, d'où la réalisation de nombreux essais, à différentes échelles, et sur deux types de câbles (d'effort à la rupture de 25T et 205T respectivement). La confrontation modèles/essais fait l'objet du dernier chapitre.
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Avevor, Yao Venunye. "Effets thermomécaniques en usinage à sec : une modélisation analytique-numérique." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0112/document.
Анотація:
Lors d'une opération d'usinage, l'intégrité de la surface usinée et l’optimisation du procédé sont conditionnées par les paramètres de coupe (vitesses de coupe et d’avance, géométrie et matériau de l'outil...). Certaines conditions de coupe peuvent induire des effets indésirables tels que des vibrations importantes, des efforts de coupe excessifs et une usure prématurée de l'outil, conduisant à des qualités de surfaces médiocres. Dans l’industrie, l’utilisation d'approches empiriques pour opérer ce choix se révèle couteux et difficilement exploitable. Le développement d’outils de simulation basés sur des modèles prédictifs s’avère nécessaire. Ces modèles permettent de maitriser et de comprendre les phénomènes thermomécaniques aux interfaces outil-copeau et outil-pièce qui conditionnent l'intégrité de la surface usinée ainsi que la durée de vie de l'outil de coupe. L'objectif de la thèse est la modélisation des effets thermomécaniques en usinage avec des approches hybrides 'Analytique-c. Ceci permet d'analyser l'interaction entre les conditions de coupe du procédé d'usinage, le comportement du matériau et les conditions tribologiques aux interfaces outil-copeau et outil-pièce (contact collant-glissant, partage de la source de chaleur due au frottement). Le travail comporte également une validation expérimentale pour la coupe orthogonale à sec. Le modèle proposé est basé sur les développements suivants: (i) mise en place d'une 'Approche 1D par Tranche' pour la prise en compte de l'écoulement de la matière dans la zone primaire de cisaillement du copeau, (ii) modélisation du problème thermique transitoire non linéaire dans le système 'copeau-outil-pièce' en couplant une formulation EF de type Petrov-Galerkin avec la méthode de Newton-Raphson et une intégration implicite dans le temps, (iii) une nouvelle formulation de la distribution de pression le long de la face de coupe de l'outil, (iv) une nouvelle approche pour gérer le partage de la source de chaleur par friction à l'interface outil-copeau. La démarche proposée permet de mettre en place une modélisation thermomécanique de l'interaction outil-matière applicable aux procédés industriels comme le perçage très utilisé dans le domaine aéronautique. Comparée aux simulations basées sur la méthode des Éléments Finis, l'approche développée requiert un temps de calcul de l'ordre de quelques minutes avec une précision comparableIn dry machining, the thermomechanical process of chip formation, the tool wear and the surface integrity depend strongly on the tribological conditions along the tool rake face. Besides, the friction conditions at the tool-chip interface and along the round cutting edge are very complex. It should be noted that to understand the friction effects in machining, we have to analyse the inherent relationship among, the cutting conditions (cutting and feed velocities, tool geometry), the workpiece material behaviour, the thermomechanical characteristics of the tool material, the frictional heat partition in the sliding zone and the friction conditions at the tool-chip and tool-workpiece interfaces. Due to the problem complexity, it appears that despite many works on machining, the understanding of the effect of friction conditions requires further investigations. In the present work, to identify the interaction between the thermomechanical phenomena at the tool-chip interface and the material flow in the primary shear zone; an analytical model has been coupled with a finite element approach. For the tool rake face, a new pressure model was developed. The transient nonlinear thermal problem in the workpiece-tool-chip system has been solved by using a FE model based on the Petrov-Galerkin formulation. The coupling between the primary shear zone (PSZ) (chip formation), the secondary shear zone (SSZ) (sticking zone) and the frictional heat at the sliding zone has been taking into account. The model allows to determine in a fast and simple way several significant machining parameters as: (i) the cutting forces, (ii) the temperature distribution in the tool-chip-workpiece system, (iii) the heat flux from the PSZ to the workpiece, (iv) the tool-chip contact length, (v) the frictional heat partition and (vi) the apparent friction coefficient. The proposed model allows to analyze different industrial machining processes such as drilling and milling
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Lassoued, Rachid. "Modélisation analytique des structures unidimensionnelles et bidimensionnelles sous charges mobiles." Marne-la-Vallée, 2007. http://www.theses.fr/2007MARN0328.
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El, Bouami Souhail. "Contribution à l'optimisation du perçage des multi-matériaux CFRP/Al2198 et CFRP/Ti6Al4V." Thesis, Amiens, 2017. http://www.theses.fr/2017AMIE0040/document.
Анотація:
La fabrication de structures hybrides associant pièces métalliques et composites vise à combiner résistance aux sollicitations multiples des pièces de structure et poids global limité, notamment dans l'industrie aéronautique. Les différences importantes de comportement mécanique qui existent entre les deux types de matériaux doivent être prises en considération lors de la mise en place d'une opération de perçage d'une structure hybride. L'objectif de cette thèse est de développer, en se basant sur l'expérimentation, des outils et une stratégie de perçage associée, pour les structures hybrides CFRP/Al2198 et CFRP/Ti6Al4V. Une étude de l'impact de la morphologie de l'outil et de la stratégie d'usinage a révélé un lien entre la morphologie du foret utilisée et les conditions de coupe d'une part, et la qualité du trou percé et les efforts de coupe d'autre part. Les outils proposés dans un premier temps ont combiné différentes morphologies existantes (hélicoïdal à deux lèvres, pointes extrêmes et étagé). Dans un deuxième temps, un outil répondant aux exigences a été développé et associé à une nouvelle stratégie d'usinage comprenant trois phases (ébauche, ½ finition et finition). Enfin, le délaminage en sortie de trou restant une préoccupation majeure lors du perçage des composites carbone à matrice polymère, un modèle analytique permettant le calcul de la force critique avant délaminage a été proposé. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre d'un projet Industrilab financé par la Région Hauts de France et piloté par STELIA-AEROSPACEThe manufacturing of hybrid structures composite and metal parts aims to combine resistance to multiple stresses and to limit overall weight, particularly in the aviation industry. The significant differences in mechanical behavior that exist between the two types of materials must be taken into account in drilling operations of a hybrid structure. The objective of this thesis is to develop, based on the experimentation, tools and an associated drilling strategy for the CFRP/Al2198 and CFRP/Ti6Al4V hybrid structures. A study of the impact of the morphology of the tool and the machining strategy revealed a link between the morphology of the drill used and the cutting conditions, on the one hand, and the quality of the hole drilled and the thrust force, on the other hand. The tools proposed, at the first step, combine different existing morphologies (twist, square and step drill). In a second step, a tool meeting the requirements was developed and associated with a new machining strategy comprising three phases (roughing, ½ finishing and finishing). Finally, delamination at the exit of the hole remains a major concern when drilling carbon composites, an analytical model allowing the calculation of the critical force before delamination has been proposed. This work is part of Industrilab project financed by the Hauts de France Region and led by STELIA
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St-Amand, Olivier. "Modélisation semi-analytique dynamique d'un actionneur THUNDER utilisé en isolation vibratoire." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28744/28744.pdf.
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Jrad, Mohamad. "Modélisation du perçage à grande vitesse : approches analytique, numérique et expérimentale." Thesis, Metz, 2007. http://www.theses.fr/2007METZ037S/document.
Анотація:
La définition de la géométrie du foret et le calcul des efforts de coupe générés pendant le perçage occupent une place centrale dans les travaux de modélisation. Ces informations sont indispensables pour étudier de nombreux problèmes liés au perçage. Ces travaux ont pour but de proposer une modélisation thermomécanique du perçage en utilisant le modèle de la coupe oblique développé et validé au LPMM. Le calcul des efforts de coupe est conduit à partir des angles et des conditions de coupe, du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil-copeau. Après le calcul des angles de coupe moyennant un modèle géométrique développés dans ce travail en se basant sur une définition CAO du foret, les arêtes de coupe sont décomposées en arêtes élémentaires en position de coupe oblique. Le modèle thermomécanique est ensuite appliqué après certaines modifications apportées pour tenir compte des caractéristiques du perçage. Des résultats expérimentaux en termes d'efforts de coupe sont présentés et comparés à ceux calculés par le modèle. Ces esais permettent d'analyser la pertinence du modèle et de valider. Enfin, une première étude d'optimisation de la géométrie du foret est présentée. Pour mieux comprendre les phénomènes accompagnant le perçage, des simulations de coupe orthogonale 2D et du perçage en 3D par la méthode EF ont été effectuées. L'approche numérique fournit une analyse complète et des informations sur le champ des contraintes, des températures, sur la morphologie et l'écoulement des copeaux, mais ces calculs requièrent énormément de temps. Les deux approches peuvent être considérés complémentaires pour l'optimisation du perçageThe determination of the cutting forces generated during the drilling operation is an essential step in the drilling optimisation. This information is crucial for the cutting conditions determination and the tool definition. The aim of this work is to propose a predictive thermo mechanical model for the drilling process. This model is based ont the thermo mechanical oblique cutting model developed and validated in the LPMM laboratory. The parameters used in this model are the cutting angles, the cutting conditions, the behaviour of the workpiece materials and the friction conditions on tool-chip interface. After the determination of the cutting angles from the CAD definition of the drill using a mathematical geometrical model developed in this work, the cutting edges are decomposed into a series of linear oblique cutting edges. A modified version of the thermo mechanical model is then apllied on each elemental cutting edge in order to calculate the elemental cutting forces, and then the global thrust and torque are determined. Experimental dry drilling tests were performed in order to validate the presented model. The calculated and measured global torque and thrust were compared, a good agreement was obtained. In the last section a numerical model using the finite element method with two commercial codes are presented. 2D orthogonal cutting and 3D drilling simulations were carried out. Numerical simulation provides interesting information on the chip formation and on the temperature and stress distributions but the calculations are time consuming. The two proposed methods may be used as complementary approaches to optimize cutting conditions and drill geometry
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Chappuis, Johanna. "Modélisation des éffets d'installation sur le rayonnement de turboréacteurs : Méthodes analytiques et numériques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2007. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T2089_jchappuis.pdf.
Анотація:
L'apparition des technologies à fort taux de dilution et l'utilisation de traitements acoustiques ont réduit significativement le niveau de bruit des moteurs d'avion ces vingt dernières années. Cependant, les législations étant de plus en plus strictes, les modèles de prédiction de bruit se doivent d'être toujours plus précis et il n'est plus possible de négliger les interactions entre les ondes acoustiques t les surfaces de l'avion consécutives à l'installation des moteurs. Le travail présenté porte sur la modélisation de ces effets d'installation et l'évaluation de l'effet de la structure d'un avion sur le bruit rayonné par les entrées d'air et conduits d'éjection de turboréacteurs, avec pour objectif le développement d'outils pourla conception d'architectures capables de minimiser l'impact sonore au sol. Ces outils font appel d'une part à des méthodes de calcul analytiques fondées sur des géométries et des écoulements simplifiés permettant des études paramétiques souples et rapides, et d'autre part à des méthodes de calcul numériques indispensables pour tenir compte de conditions aerodynamiques et géométries réalistes. Analytiquement, les études de l'effet de la voilure et du fuselage ont été découplées, les mécanismes physiques impliqués étant différents dans les deux cas. La première méthode analytique, dédiée à la modélisation de la diffraction par les écrans plans, établit une solution exacte de l'équation d'ondes associée aux conditions aux limites rigides sur un demi-plan sans épaisseur. En présence d'un écoulement uniforme, l'influence de la prise en compte d'une condition de Kutta au bord de fuite d'un cyclindre dan l'approximation hautes-fréquences. L'approche numérique retenue pour l'étude des effets d'installation impliquant des domaines de grande taille acoustique, elle est fondée sur une décomposition de domaine et un principe de couplagefaible. La validité de la méthode est démontrée par comparaison à des essais en chambre sourde conduisant à un très bon accord avec les prédictions numériques. Par ailleurs, un nouveau modèle de source est proposé pour recréer artificiellement le comportement d'un mode (m,n) à l'extrémité d'un conduit à partir d'associations de monopôles: ceci améliore considérablement la prédiction du calcul de l'effet d'installatiosn par les méthodes analytiquesEngine noise reduction has been achieved thanks to the use of high bypass ratio engines and to inlet and axhaust duct treatments made of adapted acoustical absorbing materials. However, facing more and more stringent requirements, noise prediction models have to be more and more accurate and it is nor possible anymore to neglect the interactions between acoustic waves and airplane surfaces due to engine installation effect. This work deals with modeling of these installation effects and theassessment of the effect of the plane on the acoustic raiation by turbofan inlet and exhaust ducts. The main objective is the development of prediction tools involve analytical methods based on simplified geometries and aerodynamic conditions. Analytically, the contributions wing and the fuselage have been separated, physics being different in both cases. The first analytical method is dedicated to the modeling of difraction by flat screens and calculates an exact solution of the wave equation associated with boundary conditions on rigid half-plane with no thicckness. In the presence of uniform flow, the theory of diffraction to calculate the diffracting effect of a cylinder under the high-frequency assumption. The considered numerical approach for installation effect stuy implying large size domains, it is base on a domain decomposition and a weak coupling principle. The method accuracy is demonstrated bu comparision with test campaign resukts leading to a good overall agreement with numerical predictions. In addition, a new source model is proposed to reproduce the behaviour of given mode (m,n) at the exit duct section by an association of monopoles: this considerably improves the installation effect prediction by analytical methods
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Thomas, Jean-Christophe. "Etude expérimentale et modélisations analytique et numérique de poutres gonflables à haute pression." Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT2010.
Анотація:
Les évolutions récentes des propriétés des textiles techniques permettent l'utilisation de hautes pressions dans les structures gonflables, renforçant ainsi leur rigidité. Il est alors possible d'envisager des structures gonflables porteuses. Des expériences ont été menées sur des prototypes mettant en évidence les comportements particuliers des panneaux (structures de tissu enduit double paroi) et des tubes (tissu enduit soudé par haute-fréquence), pour des pressions comprises entre 50 Kpa et 300 kPa. Les essais ont montré le comportement de type fil-poutre des panneaux, ainsi que l'influence des déformations dues au cisaillement dans les deux structures. Les déformées ont été mesurées par photographie numérique, en prenant en compte les déformations différées des structures. Les charges de plissage et de ruine ont été mesuréesThe recent evolutions of technical textile properties allow the use of high pressure in inflated structures, increasing their stiffness. One may built carrying structures. Some experiments have been done on prototypes showing the behaviour of panels (two parallel-coated woven fabrics connected by yarns) and tubes (high frequency welded coated fabrics), for pressure varying from 50 kPa to 300 kPa
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Guerfi, Fayçal. "Modélisation et approche analytique des systèmes d'écoulements triphasiques compressibles en milieu poreux." Pau, 1989. http://www.theses.fr/1989PAUU3004.
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Ferrier, Marlène. "Modélisation analytique du transport balistique et quasi-balistique dans les MOSFETs avancés." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0016.
Анотація:
Avec l'intégration de nouvelles architectures de transistors non dopées et de longueurs de grille extrêmement courtes, l'émergence d'un transport balistique des porteurs dans les prochaines générations de dispositifs MOS est de plus en plus probable. On attend de tels composants des niveaux de courants plus élevés que ne le prévoient les modèles conventionnels. Ce manuscrit se propose de présenter de manière didactique la physique et la modélisation du transport balistique et quasibalistique dans les transistors nMOSFETs avancés. En outre, l'impact des paramètres technologiques conventionnels sur l'optimisation de la vitesse d'injection, paramètre clef du transport balistique, a été discuté. D'autre part, des modèles analytiques originaux pour prendre en compte l'ingénierie des sous bandes sur le transport balistique ont également été développés pour les architectures bulk, SOI et double grille, remplaçant avantageusement les simulations de type Poisson Schrôdinger. Enfin, une nouvelle approche pour l'extraction de la balisticité a été proposée et mise en œuvre sur des transistors réalisés en technologie SOI complètement désertésWith the integration of new undoped MOSFETs architectures allowing very short channellengths, the emergence of ballistic transport in next generations' devices become more and more probable. Ballistic MOSFETs are expected to exhibit higher drain currents compared to the predictions of conventional approaches. This work presents the physics and the modeling of ballistic and quasi-ballistic transport in advanced MOSFETs. The impact of the conventional technological parameters on injection velocity, a figure of merit of ballistic transport, has been discussed. Moreover, original analytical models for quantization, allowing subband engineering have been proposed for bulk, SOI and DG-MOSFETs. These models can effectively replace time consuming Poisson-Schrôdinger simulations needed for an accurate evaluation of ballistic currents. Finally, a new approach for the extraction of the backscattering factor has been presented and applied to fully depleted SOI MOSFETs
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Vo, Thi Dong. "Modélisation numérique et analytique de la fissuration de séchage des sols argileux." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1214/document.
Анотація:
Ce travail a pour objectif d’étudier la fissuration des sols due au séchage par des approches numérique et analytique. L’initiation et la propagation des fissures sont investiguées en utilisant un code de calcul aux éléments finis avec la présence des joints cohésifs. Les couplages entre le problème hydraulique et le comportement mécanique en présence des discontinuités sont considérés. La loi de la fissure cohésive est appliquée pour modéliser l’initiation et la propagation des fissures.Tout d’abord, les résultats d’un essai de séchage au laboratoire réalisé sur un sol argileux à l’état liquide sont utilisés afin d’évaluer la méthode numérique proposée. Les résultats numériques montrent que le modèle est capable de reproduire les tendances principales du processus de séchage. Elle souligne aussi l’importance des conditions aux limites dans l’initiation des fissures. Ensuite, une approche énergétique est proposée pour étudier l’initiation d’une fissure. Les énergies élastiques avant et après l’initiation de la fissure sont estimées par les deux approches analytique et numérique. L’énergie dissipée lors de l’initiation de la fissure est comparée avec le taux d’énergie pour créer une fissure. Les analyses montrent que le critère d’énergie peut est atteint avant le critère de contrainte. La dissipation de l’énergie cumulée correspond à la propagation instable lors de l’initiation de la fissure. De plus, le développement et la géométrie des fissures sont étudiés essentiellement par les simulations numériques avec plusieurs joints cohésifs. Les résultats numériques montrent que la fissuration se produit souvent progressivement pour former différentes familles de fissures par un processus dichotomique (une fissure apparait au milieu de deux fissures existantes). La propagation d’une fissure est brutale dans la phase d’initiation pour atteindre une profondeur appelée ‘ultime’. Les fissures dans chaque famille peuvent apparaitre simultanément à un même niveau de succion et présentent une même profondeur ultime. En se basant sur les résultats numériques et quelques analyses analytiques supplémentaires, des relations empiriques sont proposées afin de prédire l’espacement et la profondeur ultime des fissures. Finalement, quelques calculs préliminaires sont réalisés afin d’évaluer le potentiel de la méthode numérique proposée pour prédire la fissuration liée au séchage des ouvrages en terreThis work focuses on the analysis of desiccation cracking by numerical and analytical approaches. The initiation and the propagation of cracks are investigated by using a finite element code including cohesive joints elements. Coupling between the hydraulic and the mechanical processes in the presence of discontinuities is considered. The cohesive crack’s law is applied to simulate the initiation and the propagation of cracks.Results of a laboratory experiments performed on slurry clay soil are first used to evaluate the proposed numerical modelling method. The results show that the method is able to reproduce the main trends of desiccation process. The importance of boundary conditions are also discussed. Second, an energy approach is proposed to study the initiation of cracks. The energies before and after crack initiation are estimated by both numerical and analytical solutions. The energy released by cracking is then compared to the crack energy to discuss crack initiation conditions. The analysis shows that the energy criterion is reached before the stress criterion, and this can explain unstable crack propagation at the beginning. Third, the development and the geometry of desiccation cracks are studied by numerical simulation with several cohesive joints. The numerical results show that cracking occurs sequentially to form different cracks families with a dichotomy process (the subsequent cracks appear at the middle of two existing neighboring ones). The cracks in each family appear simultaneously and reach an identical ultimate depth. From the numerical results and additional analytical analysis, empirical correlations are proposed to predict the spacing and crack depth. Finally, some preliminary studies are performed showing that the proposed numerical method can be used to predict the desiccation crack phenomena observed on geotechnical earth structures
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Besri, Abdelhadi. "Modélisation analytique et outils pour l'optimisation des transformateurs de puissance haute fréquence planars." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00612344.
Анотація:
Avec un encombrement minimal et rendement de 99% les transformateurs planars haute fréquence sont des solutions technologiques importantes pour les systèmes de conversion et de conditionnement de l'énergie électrique en électronique de puissance. L'objectif de l'étude consiste à rechercher un modèle du composant permettant à la fois de simuler son comportement dans un circuit d'électronique de puissance et d'optimiser ses performances lors de sa conception. Les modèles proposés prennent en compte les propriétés physiques et géométriques du composant. Les validations sont basées sur des confrontations avec les mesures. Une autre motivation forte de ce travail est que les modélisations numériques doivent prendre en compte simultanément les effets des courants induits et les capacités parasites, ce qui conduit, en haute fréquence, à des besoins prohibitifs en termes de capacité mémoire ou de temps de calcul. En se limitant aux transformateurs planar. La modélisation (dite LEEC) présentée ici s'appuie sur une discrétisation à échelle intermédiaire : spire par spire, c'est-à-dire couche par couche. Elle assemble deux approches analytiques déjà introduites par l'équipe : la première traite les aspects électrocinétiques (incluant les courants induits) et magnétiques et l'autre les aspects électrostatiques. Les circuits à constantes localisées basés sur la méthode LEEC montrent un très bon accord avec toutes les mesures jusqu'à 40 MHz. Des outils numériques sont aussi développés pour faciliter l'obtention de ces différents circuits en partant : soit de la description du composant, soit de mesures d'impédances. Pour compléter, la représentation des capacités d'un transformateur quelconque, développée en plusieurs étapes par l'équipe, est résumée et des précautions expérimentales originales appliquées à l'impédancemétrie sont exposées dans le détail. D'autres travaux visant à élargir le champ d'application de la méthode LEEC sont également présentés.
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Brochard, Kévin. "Modélisation analytique de la réponse d’un cylindre immergé à une explosion sous-marine." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0019/document.
Анотація:
La conception d’une coque de sous-marin est cruciale pour son opérabilité et la sécurité de l’équipage, mais également complexe. En effet, les ingénieurs doivent prendre en compte à la fois la légèreté, la discrétion acoustique et la résistance de la coque à la pression d’immersion et aux attaques extérieures. Les explosions sous-marines représentent une menace de premier ordre pour l’intégrité de la coque, dont le comportement doit être correctement analysé. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur le développement d’une méthode simplifiée, basée sur des formulations analytiques, pour étudier la réponse mécanique d’un cylindre profondément immergé à une explosion sous-marine. Le but de cette méthode est de fournir aux ingénieurs une estimation rapide des dommages subis par la coque cylindrique, leur permettant de simuler un grand nombre de scénarios d’explosion. Dans ce travail de thèse, le modèle de la corde plastique sur fondation plastique est repris et adapté à l’étude d’un cylindre immergé soumis à un chargement explosif, pour lequel les effets de pression d’immersion et d’interaction fluide-structure sont à prendre en compte. Une modélisation simplifiée de l’interaction fluide-structure est couplée avec le modèle de corde plastique sur fondation plastique, en considérant d’une part les effets de la pression d’immersion et d’autre part le raidissage circonférentiel du cylindre. Des expressions analytiques sont développées pour calculer l’enfoncement de la coque ainsi que son énergie de déformation plastique. Les résultats obtenus sont comparés à des résultats d’essais et de simulations numériques, ce qui permet de valider progressivement la méthode simplifiée, mais aussi de mettre en évidence ses limitationsThe design of a hull of submarine is crucial for its operability and the safety of the crew, but also complex. Indeed, the engineers have to take into account at the same time lightness, acoustic discretion and resistance of the hull to immersion pressure and to environmental attacks. Underwater explosions represent a first-rate threat to the integrity of the hull, whose behavior needs to be properly analyzed. The works presented in this thesis concern the development of a simplified method, based on analytical formulations, to study the mechanical behavior of a cylinder deeply immersed subjected to an underwater explosion. The purpose of this method is to give engineers a fast estimation of the damage undergone by the cylindrical shell, allowing them to compute a large number of scenarios of explosion.In the scope of this thesis, the model of the plastic string on plastic foundation is picked up and adapted to the study of an immersed cylinder subjected to an explosive load, for which the effects of immersion pressure and fluid-structure interaction are to be taken into account. This simplified model of the fluid structure interaction is coupled with the model of a plastic string resting on plastic foundation, by considering on one hand the effects of the immersion pressure and on the other hand the circumferential stiffening of the cylinder. Analytical expressions are derived in order to calculate the final deflection of the shell as well as its energy of plastic deformation. The obtained results are compared with results obtained with numerical simulations, which allows to validate gradually the simplified method, but also to highlight its limitations
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Oulmane, Mohamed. "Transport dans les composants en présence de centres profonds : modélisation numérique et analytique." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20210.
Анотація:
Les materiaux iii-v, et plus particulierement le gaas ou l'inp, presentent lors de leur fabrication un certain nombre d'impuretes dont les niveaux d'energie sont profonds. Quelques unes de ces impuretes ont des concentrations importantes. C'est le cas du centre el2 bien connu dans le gaas ou bien du niveau du fer introduit dans l'inp pour le rendre semi-isolant. Ces concentrations importantes influent grandement sur les proprietes de conduction du materiau de deux manieres : par (i) le stockage (piegeage d'electrons et de trous) d'une importante charge d'espace et aussi par (ii) une contribution aux mecanismes de recombinaison des paires electron-trou influencant ainsi les durees de vie des porteurs. Le propos de ce travail est de simuler et modeliser, essentiellement en une dimension, le transport de charge dans de tels materiaux, en particulier le gaas dont les parametres les plus communement admis ont ete utilises. Ceux des centres profonds pris en compte, un centre piege et un autre recombinant, ont ete varies de facon a avoir differents cas de figures. La modelisation a trait a l'etude des caracteristiques courant-tension, puis de l'admittance d'une jonction p +n en statique et en petits signaux. Ceci a ete fait en presence et l'absence de centres profonds pour comparaison. Enfin, une structure p +-si-n en une puis deux dimensions est presentee pour montrer que l'effet de modulation de la conductivite de la zone semi-isolante permet de creer une amplification commandee en courant.
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Raoux, Jean-Jacques. "Modélisation non-linéaire des composants électroniques : du modèle analytique au modèle tabulaire paramétrique." Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0006.
Анотація:
Le but de notre travail est la modelisation electrique des composants actifs. Nous avons envisage deux types d'approches. La premiere est une approche analytique qui necessite la mise en uvre d'une methode d'optimisation. Nous avons choisi la methode du recuit simule qui permet de simuler un processus de minimisation d'une fonction en mettant en uvre le critere de metropolis-boltzmann. La seconde approche est plus abstraite: elle consiste a determiner, a partir de tables issues des mesures, des equations respectant un certain nombre de contraintes. On obtient un modele par table. Les methodes d'interpolation ne peuvent convenir pour notre probleme car les erreurs de mesures peuvent induire des erreurs importantes sur les derivees. Nous avons donc mis au point une methode de modelisation a partir de splines d'approximation exprimees dans la base des b-splines et dont les deux principales etapes sont d'une part le developpement d'un algorithme autoadaptatif permettant d'optimiser la repartition des mesures dans l'intervalle d'etude et d'autre part une approche parametrique du probleme. L'integration du modele dans des simulateurs montre la fiabilite de celui-ci et son association au concept de circuit parametrique equivalent permet de simplifier et d'accelerer la resolution de l'equation d'equilibrage harmonique
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Gintrand, Antoine. "Modélisation analytique et numérique de l'évolution des restes de supernova en phase radiative." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEO012.
Анотація:
Lorsqu’une étoile massive arrive à la fin de sa vie, elle devient une supernova. Après l’explosion, un choc fort commence à se propager avec les éjectas de l’étoile dans le milieu circumstellaire puis dans le milieu interstellaire (MIS). Cet objet est appelé un reste de supernova (RSN). Lors de son expansion, le RSN accumule de la matière derrière le front du chocet une coquille se forme. La théorie décrit trois phases d’expansion du RSN. La première phase correspond à la phase d’expansion balistique avec un rayon R du RSN proportionnel à son âge t. Dans la seconde phase, appelée la phase de Sedov-Taylor (ST), l’évolution est adiabatique (l’énergie totale du RSN est conservée) et R croit comme R(t) ∝ t^2/5 . Dans ce travail de thèse, nous présentons une modélisation analytique et numérique de l'évolution du RSN dans la 3ème phase (phase radiative tardive) où l’énergie du RSN n’est plus conservée. Le reste peut alors perdre son énergie par des processus d'émission de rayonnement ou par ionisation du MIS. Dans cette dernière phase, le rayon est donné par R(t) ∝t^n où l’exposant n satisfait 1/4 < n < 2⁄5. Dans une première partie, nous étudions la structure d'un choc qui ionise le MIS et on montre que le taux de compression du choc peut devenir très élevé (de l'ordre de 40 au lieu de 4 pour un choc adiabatique dans un milieu monoatomique). En effet une partie de l'énergie du choc sert à ioniser le gaz et n'est plus disponible pour chauffer le milieu choqué, ce qui a pour effet de le comprimer. Ensuite, nous appliquons cette propriété pour modéliser le RSN en phase tardive et montrer que la coquille du RSN peut devenir dense et mince. Dans une deuxième partie nous effectuons l'étude analytique auto-semblable d'un RSN qui perd son énergie en volume de manière homogène par des processus radiatifs. Cette analyse démontre qu'il existe deux types de solutions hydrodynamiques. Des solutions de type ST régulières jusqu'au centre du reste et des solutions de type coquilles où la coquille est bornée par une discontinuité de contact interne qui la sépare de la partie interne chaude et raréfiée (bulle) du RSN. On montre également que la coquille du RSN devient dense et mince pour des pertes suffisamment élevées. Enfin nous complétons l'étude de la transition en phase radiative du RSN pour des pertes radiatives plus réalistes en utilisant la simulation numérique. On montre que bien que le processus de formation de la coquille fine et dense soit complexe (refroidissement catastrophique de Falle et formation de chocs secondaires), l'évolution du RSN en phase tardive conserve des propriétés communes à un grand nombre de refroidissements. En particulier, on montre que presque dans tout les cas on a R(t) ∝ t^n avec n proche de 2/7. Ce comportement est en accord avec la théorie, car cette valeur a déjà été trouvée antérieurement par d'autres auteurs et nous la mettons aussi en évidence dans notre approche auto-semblableAt the end of a massive (typically more than 5 to 6 solar masses) star life, the star becomes a supernova. After the explosion, the strong shock begins to propagate with the ejecta of the star in the circumstellar medium and later in the interstellar medium (ISM). This object is called a supernova remnant (SNR). During its expansion, the SNR accumulates matter behind the shock front to form a shell. Theory describes three stages of the SNR. The first stage corresponds to a ballistic expansion with a radius R of the SNR proportional to its age t. In the second stage, called the Sedov-Taylor (ST) regime, the evolution is adiabatic (energy conservation) and R increases like R(t) ∝ t^2⁄5 . In this PhD thesis, we present an analytical and numerical modeling of the SNR evolution in its third stage (radiative late stage) where the energy is not anymore conserved. The remnant loses its energy by radiative emission processes or by ionisation of the ISM. In this last stage, the radius is given by R(t) ∝ t^n where the exponant n satisfies 1/4 < n < 2/5. First, we study the structure of the shock which ionizes the ISM and show that the compression ratio can become high (of the order of 40 compared to 4 for a adiabatic shock in a monoatomic gas). Indeed, a portion of the shock energy is used to ionize the gas and is no longer available to heat the postshock medium, so the gas will be compressed. Then, we apply this property to the modeling of a SNR in late stage and show that the SNR shell can become dense and thin. In a second part, we perform the self-similar analysis of a SNR where energy losses are described by a spatially uniform cooling function. This study demonstrates that there are two types of hydrodynamic solutions : ST-type solutions which are smooth up to the center of the remnant and shell-type solutions where the shell is bounded by a contact discontinuity that separates it from the hot and rarefied interior (bubble) of the SNR. Also, we show that the shell becomes dense and thin when the energy loss is strong enough. Finally, we complete the study of the transition to the radiative stage of the SNR for more realistic radiative losses using the numerical simulation. We show that although the formation process of the thin and dense shell is complex (catastrophic cooling of Falle and secondary shocks), the evolution of SNR in the radiative stage shares common properties for a wide variety of cooling functions. In particular, we show that in almost every cases the SNR radius follows the law R(t) ∝ t^n where n is close to 2/7. This behavior is constistent with theory, because this value has been found previously by other autors and we highlight it also in our self-similar analysis
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Sidi, Ali Kamel. "Contribution à la modélisation analytique et numérique des écoulements stratifiés en conduite horizontale." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066694.
Анотація:
Le présent travail traite de la modélisation analytique et numérique des écoulements stratifiés en conduite horizontale. La partie analytique concerne la mise en équation du problème en tenant compte des discontinuités liées à l'interface gaz-liquide. La résolution du système d'équations différentielles obtenu permet le suivi du comportement du système fluide. Dans la seconde partie, une étude numérique instationnaire en 2D est menée en utilisant le code CFD Fluent. L'étude concerne un écoulement stratifié à deux phases gaz-liquide avec et sans gravité. L'effet de l'absence de la gravité est montré et commenté. Dans la troisième partie, l'étude est menée en 3D et en stationnaire. L'écoulement étudié concerne la partie gaz-interface. Les résultats obtenus sont comparés aux expériences de Strand (1993) et aux résultats numériques de Meknassi et al (2000). Les expressions donnant les facteurs de friction sont déduites puis comparées à celles de Taitel et Dukler (1976)The present work deals with the analytical and numerical modelling of stratified flows in a horizontal pipe. The equation set-up is done in the analytical part, while taking into account the discontinuities at the gas-liquid interface. The resolution of the system of differential equations obtained can follow the behaviour of the fluid system. In the second part, a numerical 2D unsteady-state study is done using the CFD code Fluent. The study deals with a two-phase gas-liquid flow with and without gravity. The effect of the absence of gravity is shown and commented. In the third part, the study is done in steady-state and 3D. The study concerns the flow in the gas-interface part. The obtained results are compared to the experiences done by Strand (1993) and to the numerical results of Meknassi et al (2000). The expressions giving the friction factors are deduced and compared to those of Taitel and Dukler (1976)
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Dargnat, Frédéric. "Modélisation semi-analytique par approche énergétique du procédé de perçage de matériaux monolithiques." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13216.
Анотація:
Le but de ce travail est d'analyser et de modéliser les phénomènes ayant lieu lors d'une opération de perçage de façon à fournir des résultats utilisables pour d'autres modèles d'étude des outils coupants. Le modèle présenté permet donc d'obtenir, le torseur des actions mécaniques et également les champs de contrainte et de température pour toutes les surfaces actives du foret. La modélisation proposée comprend la modélisation de la géométrie de l'outil ainsi que la modélisation complète des phénomènes thermomécaniques présents en perçage, incluant, en outre des phénomènes de coupe, l'influence de l'acuité d'arête et de l'âme du foret. Les principes de la modélisation utilisés permettront d'adapter ce modèle à de nombreux matériaux à partir d'un minimum de paramètres. Les moyens expérimentaux originaux mis en place ont permis d'étudier la validité du modèle. Grâce à l'étude approfondie qui en a découlée, l'origine des sources d'erreurs a pu être mise en évidence. Ceci a montré les limitations de la loi de comportement utilisée pour des applications en usinage. Les résultats que le modèle permet de déterminer ouvrent de nombreuses perspectives sur l'étude de la prévision du comportement des outils coupants.
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Halila, Faycel. "Modélisation analytique et caractérisation expérimentale de l'usure par abrasion des outils de coupe." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0147/document.
Анотація:
Les difficultés majeures rencontrées en production des pièces mécaniques métalliques sont dues aux conditions de chargements extrêmes appliqués lors de la mise en forme ainsi qu'au problème de l'usure prématurée des outils de coupe de coupe. Dans ce cadre, les travaux de thèse sont centrés sur la mise en évidence et la compréhension des mécanismes physiques mis en jeu lors de l'usure des outils de coupe depuis l'échelle de la microstructure jusqu'à celle du système usinant, en passant par l'échelle de la pointe de l'outil (échelle mésoscopique). A cet effet, Un modèle analytique permettant de décrire l'usure par abrasion et de prédire la durée de vie des outils a été développé sur la base d'une approche statistique rendant compte de l'hétérogénéité des particules pouvant être à l'origine de la dégradation de l'outil. La prise en compte de la nature du contact collant-glissant et de l'effet du coefficient de frottement via des résultats de la littérature couplés au modèle proposé ont permis de mettre en évidence l'influence des paramètres opératoires de la coupe des métaux sur le volume d'usure enlevé par abrasion. A la suite ce modèle a été confronté à des résultats expérimentaux préalablement réalisé dans le cadre de la coupe orthogonale. En parallèle une analyse inclusionnaire est réalisée pour l'identification et la quantification des inclusions non métallique jugées responsable de l'usure par abrasion. Les résultats obtenue via des observations MEB et microscopique ainsi que des traitements d'images a permis d'alimenter en données le modèle prédictifTool wear and tool failure are critical problems in the industrial manufacturing field since they affect the quality of the machined workpiece (unexpected surface finish or dimensional tolerance) and raise the production cost. Improving our knowledge of wear mechanisms and capabilities of wear prediction are therefore of great importance in machining. The three main wear modes usually identified at the tool/chip and the tool/workpiece interfaces are abrasion, adhesion and diffusion. Besides the fact that understanding mechanisms that govern these wear mechanisms are still incomplete, the experimental analysis is very difficult because friction interface features (such as temperature, pressure, particles embedded in the contact …) are not easily measurable. The objective of this research work is to understand the physical mechanisms governing the tool wear by taking into account the sensibilities to scale going from the microscopic scale (microstructure scale) to the macroscopic scale (scale of the manufacturing operation) passing by the mesoscopic scale (tool tip scale). For this purpose, an analytic wear model was developed to describe the abrasive wear and to predict the cutting tool life. The proposed model is based on a tribological approach including a statistical description of the distribution of particles seen as non-metallic inclusions. The latter are assumed embedded at the interface of contact and having a conical shape characterized by two main parameters in the present approach: the corresponding size and apex angle. The volume of the removed material per unit time is chosen in this study as the main parameter to describe the abrasive wear mode. Coupled with literature results, the developed model is able to take into account the nature of the sticking-sliding contact and the effect of the friction coefficient on the rake face of the cutting tool. In order to identify all the material's parameters of the predictive model, a study of non-metallic inclusion considered responsible of the abrasive wear was performed on the 42CD4 steel. The determination of inclusion type and inclusion morphology was assessed qualitatively and quantitatively through microscopic and MEB observations as well as image processing. Finally, the volume removed by abrasion given by the model was compared to the experimental results previously achieved under orthogonal cutting
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Ren, Xiaotao. "Modélisation semi-analytique des pertes par courants de Foucault dans les matériaux composites." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS159/document.
Анотація:
L'emploi de matériaux composites dans le domaine du Génie Electrique est actuellement un sujet de recherche en plein essor, notamment pour des considérations d’économie d'énergie. Les composites magnétiques doux (SMC - Soft Magnetic Composites) intègrent les propriétés de leurs différents constituants. Ils sont conçus pour présenter une perméabilité élevée et avoir une faible densité de pertes par courants de Foucault (EC - Eddy Current) par comparaison aux structures plus classiques comme l'acier laminé. Néanmoins, la détermination des propriétés électromagnétiques des SMC n’est pas aisée. Une approche classique est d’appliquer les outils numériques tels que la méthode des éléments finis (FEM - Finite Element Method) pour obtenir une description complète du SMC. Cependant, la microstructure doit être finement maillée, ce qui représente un fardeau numérique significatif et des instabilités dans l'approche par FEM. Pour surmonter cette restriction, les méthodes d'homogénéisation semi-analytiques sont appliquées. Ce travail consiste d'abord à développer un modèle de perméabilité complexe pour SMC. La perméabilité magnétique et les pertes EC sont intégrées respectivement comme les parties réelle et imaginaire de la perméabilité complexe. La perméabilité magnétique effective macroscopique peut s’obtenir par des estimations classiques en homogénéisation. Une détermination correcte de la perméabilité effective, i.e. la partie réelle de la perméabilité complexe, est cruciale pour une estimation précise de pertes EC. Les formules de pertes EC sont dérivées pour des SMC à microstructure périodique dans les cas 2D et 3D. En outre, différentes approches s’appuyant sur différentes moyennes du champ magnétique permettent d’obtenir des limites inférieures et supérieures pour l’estimation des pertes EC dans les SMC. La perméabilité complexe ainsi obtenue est ensuite appliquée à une structure de transformateur. Le champ magnétique et la répartition des pertes EC peuvent être obtenus sur le transformateur équivalent (homogénéisé). Les résultats sont comparés aux calculs en champ complet du transformateur hétérogène. Un bon accord est observé. Enfin, on étudie l'effet des contraintes mécaniques sur la perméabilité magnétique et les pertes EC des SMC, ce qui conduit à une formule couplée de la densité de pertes EC en fonction de la contrainte macroscopique et du champ magnétiqueComposite materials have been widely used in Electrical Engineering, and they have stimulated a growing number of scientific research, especially when it comes to energy savings. Soft Magnetic Composites (SMC) incorporate the attributes of different constituents. They can be designed to exhibit high permeability and to dissipate low Eddy Current (EC) losses compared to more conventional structures such as laminated steel. Nevertheless, electromagnetic properties of SMC are not easily determined. Numerical tools such as finite element method (FEM) are usually employed to provide a full-field description of SMC. As the microstructure has to be finely meshed, it brings significant numerical burden and instabilities. To overcome this restriction, semi-analytical homogenization methods are adapted and applied here. They consist in developing a complex permeability model. In the complex permeability model for SMC, the static magnetic permeability and EC losses are integrated respectively as the real and imaginary part of the complex permeability. Classical estimates are applied to determine the macroscopic effective magnetic permeability. A correct determination of the effective permeability, i.e. the real part of the complex permeability, is crucial for the estimate of EC losses. EC losses formulas are derived for SMC with periodic microstructure in 2D and 3D cases. Furthermore, different approaches of field averaging are employed to obtain lower and upper bounds on the EC losses in SMC. The complex permeability model is then applied to analyze a transformer structure. The magnetic field and EC losses distribution can be obtained on the equivalent homogenized transformer. The results are compared to the full-field calculations on the heterogeneous transformer. A good consistency is observed. Finally, the effect of mechanical stress on the magnetic permeability and loss property of SMC is studied, which leads to a coupled formula of EC loss density as a function of macroscopic stress and magnetic field
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Bujnak, Jan. "Analyse globale de poutres mixtes acier béton : approche analytique et modélisation non-linéaire." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718174.
Анотація:
Deux types de modèles applicables à l'analyse globale de poutres mixtes acier béton sont présentés et analysés dans le mémoire de thèse. Le modèle analytique, basé sur la théorie élastique des poutres, permet le calcul du glissement et de son influence sur les flèches de poutres mixtes simples et continues. Le comportement non linéaire de la poutre mixte est étudié au moyen d'une modélisation par éléments finis. Une formulation par éléments de coque est utilisée pour représenter la dalle et la poutre métallique. La connextion est formulée par des éléments de poutre courts. Le modèle éléments finis tridimensionnel est validé par la confrontation à des résultats expérimentaux de différentes sources. Il s'avère être efficace pour représenter l'influence du glissement et de la fissuration du béton sur la raideur de la poutre mixte. Des exemples numériques illustrent l'application des modèles à l'analyse globale de poutres simples, continues et planchers mixtes
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Bujnak, Jan. "Analyse globale de poutres mixtes acier béton : approche analytique et modélisation non-linéaire." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21762.
Анотація:
Deux types de modèles applicables à l'analyse globale de poutres mixtes acier béton sont présentés et analysés dans le mémoire de thèse. Le modèle analytique, basé sur la théorie élastique des poutres, permet le calcul du glissement et de son influence sur les flèches de poutres mixtes simples et continues. Le comportement non linéaire de la poutre mixte est étudié au moyen d'une modélisation par éléments finis. Une formulation par éléments de coque est utilisée pour représenter la dalle et la poutre métallique. La connextion est formulée par des éléments de poutre courts. Le modèle éléments finis tridimensionnel est validé par la confrontation à des résultats expérimentaux de différentes sources. Il s'avère être efficace pour représenter l'influence du glissement et de la fissuration du béton sur la raideur de la poutre mixte. Des exemples numériques illustrent l'application des modèles à l'analyse globale de poutres simples, continues et planchers mixtes
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Quaglia, Michael. "Méthodes de prévision acoustique semi-analytiques pour un doublet d'hélices contrarotatives isolé." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC063/document.
Анотація:
Les doublets d'hélices contra-rotatives (CROR) sont un moyen alternatif aux turbofans actuels pour propulser les avions commerciaux. Un CROR est composé de 2 soufflantes coaxiales non carénées tournant dans des sens opposées. Actuellement, les CROR pourraient réduire les émissions de CO2 mais les émissions sonores pourraient être un frein à leur commercialisation. Au décollage et en condition d'approche, le son est principalement créé par la charge instationnaire subie par un des rotor. Cette charge provient de l'interaction d'un des rotors avec des fluctuations de vitesses périodiques produites par l'autre. Ce bruit d'interaction provient principalement de 3 sources principales. La première est liée à l'interaction des sillages visqueux provenant du rotor amont qui se font découper par le bord d'attaque des pales du rotor aval. La seconde est liée au potentiel de vitesse créé par le bord d'attaque des pales du rotor aval qui influence les vitesses vues au bord de fuite des pales du rotor amont. La dernière provient de l'interaction des pales du rotor aval avec les tourbillons d'extrémités créés en tête ou en pied de pale du rotor amont. Cette dernière interaction s'est avérée principale pour des conditions d'approche et de décollage. Pour réduire l'interaction tourbillon de tête - pale aval pour des conditions nominales de vol, le rayon maximal des pales du rotor aval est rogné. Le rognage classique est obtenu pour les conditions de décollage et d'approche où l'effet de contraction de la veine fluide est le plus important. Cependant, le CROR est alors considéré avec un écoulement uniforme sans angle d'incidence. Avant de prendre en compte les effets d'incidences, il peut être intéressant de prendre en compte l'angle de contraction de la veine fluide qui pour certaines configurations et points de fonctionnement est suffisant pour réactiver l'interaction paletourbillon. L'interaction est alors tridimensionnelle, toutes les composantes de la vitesse du tourbillon contribuent au bruit émis. Le but de cette étude sera d'analyser l'influence de la contraction de la veine fluide et des trois composantes de la vitesse du tourbillon de tête sur la charge instationnaire vu par la pale aval. Ces améliorations seront implémentées dans un outil de prévision de bruit de turbomachines : Optibrui. Une étude paramétrique préliminaire sera faite sur cette source. Les retombées de cette étude sont doubles. Tout d'abord, une meilleure compréhension des mécanismes d'interactions entre un tourbillon et une pale tournante dans des conditions réalistes sera possible. Ensuite, un outil rapide d'évaluation préliminaire du bruit provenant de l'interaction pale-tourbillon sera incorporé dans le but de pouvoir effectuer une optimisation aéroacoustique sur des géométries préliminairesNo abstract
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Tollet, Edouard. "Formation et évolution des galaxies en cosmologie : modèles semi-analytiques et simulations hydrodynamiques." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC179/document.
Анотація:
Une galaxie est un système complexe au sens où, autant des phénomènes se produisant à l'échelle du milieu interstellaire, comme des explosions de supernovæ ou l'activité d'un trou noir supermassif, que des interactions entre galaxies au sein de groupes ou d'amas, comme l'effeuillage par effet de marée ou par effet de bélier, influencent et conditionnent l'évolution de la galaxie dans son ensemble. Comme les processus œuvrant dans de tels systèmes font intervenir une gamme d'échelle de temps et de distance considérable, allant de l'étoile individuelle aux amas de galaxies tout entier, leur modélisation constitue un immense défi qui ne peut être relevé ni par une approche purement analytique ni par l'entremise de techniques exclusivement numériques.Cette thèse, à l'interface entre modèles semi-analytique et analyse de simulations numériques, se concentre sur l'étude de l'effeuillage des étoiles des galaxies satellites par effet de marée et sur les rétro-actions induites par les supernovæ.Ce manuscrit présente, d'une part, un modèle d'occupation des halos permettant de contraindre la masse d'étoiles perdue par les galaxies satellites depuis leur entrée dans leur groupe ou leur amas ainsi qu'un modèle d'effeuillage impulsif prédisant la masse stellaire arrachée aux satellites. Ce dernier est confronté, par le truchement du modèle d'occupation des halos, aux observations des fonctions de masses des groupes et des amas.Il expose, d'autre part, l'étude des rétro-actions des supernovæ implémenté dans les simulations numériques du projet NIHAO, conduite en séparant en différentes composantes le gaz des simulations et en comptabilisant les échanges entre ces dernières, laquelle a permis de mettre en évidence trois processus distincts par le biais desquels les supernovæ réduisent ou suppriment la formation stellaire.Enfin, il détaille les améliorations techniques et scientifiques apportées au modèle semi-analytique GalICSA galaxy is a complex system since as many phenomena take place at the scale of the interstellar medium, such as supernovae explosions or the activity of supermassive black holes, as interactions between galaxies within groups or clusters, such as tidal or ram pressure stripping, affect and condition the evolution of the galaxy itself as a whole. Because the processes acting in such systems involve a considerable range of times and distances, going from individual stars to entire clusters of galaxies, they modelling constitutes an immense challenge that cannot be met neither by a purely analytical approach nor by solely numerical technics.This thesis, being at the interface between semi-analytical models and the analysis of numerical simulations, focuses on the study of star stripping in satellite galaxies by tidal effects and on the supernovae induced feedback.This manuscript presents, on one hand, an halo occupation model that allows to constrain the stellar mass lost by satellite galaxies since they entered their group or their cluster, and a model of impulsive stripping that predicts the stellar mass ripped out of satellites. The latter is compared, through the halo occupation model, to the observed mass functions of groups and clusters.It exposes, on the other hand, the study of the supernovae feedback implemented in the numerical simulations of the NIHAO project, performed separating the simulated gas into different components and counting the exchanges that take place between them. This allowed for the highlighting of three distinct processes through which supernovae reduce or suppress their star formation
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Mouity, Nzoumba Joseph Gildas. "La modélisation des coûts à l'hôpital." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1G009.
Анотація:
Depuis des années, il est question de la maitrise des dépenses hospitalières. Or, cela suppose d'en savoir davantage sur les coûts des hopitaux. Aussi, nous nous sommes limités durant cette thèse aux activités du service médico-technique et plus précisément à l'ICR. En effet, le problème est que l'ICR, a pendant longtemps été un indicateur très controversé, recevant des critiques des 2 parties qu'il tente de concilier, à savoir la partie médicale, mais également des gestionnaires du management hospitalier. Et, nous trouvons parmi les seconds, ce qui nous a intéressé est la pertinence de l'ICR, pris comme inducteur de coût. D'autant plus que lors du passage de la CDAM à la CCAM en 2004, l'on est passé pour la détermination du standard de l'acte, du "patient moyen" au "patient standard", donc de moyenne qui incluait des extrêmes, à un raisonnement en termes de fréquence. Ce qui s'est traduit par le fait qu'1/3 des actes était problématique. Par conséquent, lorsque l'on mêle la controverse liée à l'ICR au constat observé lors de sa réévaluation, cela nous amène à notre axe de recherche à savoir "la fiabilité et la pertinence des coûts, via la pertinence des inducteurs de coûts", qui est d'ailleurs un thème récurrent mais fondamental en contrôle de gestion, avec pour cadre d'étude, dans le cas de cette thèse, "le milieu hospitalier". L'intérêt de la recherche étant de montrer que l'ICR, que ce que la littérature a qualifié par le passé de "mauvaise inducteur de coût", avec pour corolaire des erreurs de mesure et une spécification inadaptée de la fonction de coût, ne l'est plus aujourd'hui, compte tenu des profondes transformations qui ont été opérées.
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Quaglia, Michaël. "Méthodes de prévision acoustique semi-analytiques pour un doublet d'hélices contrarotatives isolé." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11781.
Анотація:
Les doublets d'hélices contra-rotatives (CROR) sont un moyen alternatif aux turbofans
actuels pour propulser les avions commerciaux. Un CROR est composé de 2 soufflantes coaxiales
non carénées tournant dans des sens opposées. Actuellement, les CROR pourraient
réduire les émissions de CO2 mais les émissions sonores pourraient être un frein à leur
commercialisation. Au décollage et en condition d'approche, le son est principalement créé
par la charge instationnaire subie par un des rotor. Cette charge provient de l'interaction
d'un des rotors avec des fluctuations de vitesses périodiques produites par l'autre.
Ce bruit d'interaction provient principalement de 3 sources principales. La première est
liée à l'interaction des sillages visqueux provenant du rotor amont qui se font découper par
le bord d'attaque des pales du rotor aval. La seconde est liée au potentiel de vitesse créé
par le bord d'attaque des pales du rotor aval qui influence les vitesses vues au bord de fuite
des pales du rotor amont. La dernière provient de l'interaction des pales du rotor aval avec
les tourbillons d'extrémités créés en tête ou en pied de pale du rotor amont. Cette dernière
interaction s'est avérée principale pour des conditions d'approche et de décollage. Pour
réduire l'interaction tourbillon de tête - pale aval pour des conditions nominales de vol,
le rayon maximal des pales du rotor aval est rogné. Le rognage classique est obtenu pour
les conditions de décollage et d'approche où l'effet de contraction de la veine fluide est
le plus important. Cependant, le CROR est alors considéré avec un écoulement uniforme
sans angle d'incidence. Avant de prendre en compte les effets d'incidences, il peut être
intéressant de prendre en compte l'angle de contraction de la veine fluide qui pour certaines
configurations et points de fonctionnement est suffisant pour réactiver l'interaction pale-tourbillon.
L'interaction est alors tridimensionnelle, toutes les composantes de la vitesse
du tourbillon contribuent au bruit émis.
Le but de cette étude sera d'analyser l'influence de la contraction de la veine fluide et des
trois composantes de la vitesse du tourbillon de tête sur la charge instationnaire vu par
la pale aval. Ces améliorations seront implémentées dans un outil de prévision de bruit de
turbomachines : Optibrui. Une étude paramétrique préliminaire sera faite sur cette source.
Les retombées de cette étude sont doubles. Tout d'abord, une meilleure compréhension
des mécanismes d'interactions entre un tourbillon et une pale tournante dans des conditions
réalistes sera possible. Ensuite, un outil rapide d'évaluation préliminaire du bruit
provenant de l'interaction pale-tourbillon sera incorporé dans le but de pouvoir effectuer
une optimisation aéroacoustique sur des géométries préliminaires.
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Schwinn, Karno. "Dérivées secondes analytiques de l'énergie QM/MM : étude théorique des vibrations en cryptochrome." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0605.
Анотація:
Ce travail présente les développements de la méthode QM/MM permettant de calculer la totalité de la matrice Hessienne pour des grandes biomolécules afin de réaliser une analyse vibrationnelle. Des développements ont été réalisés sur la base de la méthode ESPF pour calculer les dérivées secondes analytiques de l'énergie ESPF-QM/MM dans le cadre de la théorie fonctionnelle de densité de Kohn-Sham (DFT) pour l'état électronique fondamental du sous-système QM. Leur mise en œuvre comprend une nouvelle manière d'obtenir la réponse de densité, qui remplace les équations MM CPSCF par un ensemble d'équations auxiliaires perturbées sur des composantes multipolaires représentant la densité QM. En pratique, le coût d’un calcul de la matrice Hessienne ESPF-QM/MM complète est linéaire par rapport à la taille du système MM. La méthode a été appliquée pour étudier le chromophore de la protéine photoréceptrice cryptochrome. L'analyse vibrationnelle est utilisée comme base pour calculer diverses propriétés moléculaires telles que les spectres électroniques résolus vibrationnellement, les couplages vibroniques et les dérivées des propriétés moléculaires qui permettent le calcul des intensités spectrales vibrationnelles IR et Raman basés sur un couplage électrostatique QM/MM. Les résultats présentés dans cette thèse font de la méthode ESPF un candidat prometteur pour la future modélisation de la dynamique de relaxation et de dissipation de l’énergie dans les protéinesThis work presents the developments of a QM/MM method that can calculate the entire Hessian matrix of large biomolecules in order to perform a vibrational analysis. Developments have been carried out on the electrostatic potential fitting (ESPF) method to calculate analytic second derivatives of ESPF-QM/MM energy with a Kohn-Sham density functional theory (DFT) description for the electronic ground state of the QM subsystem.The implementation includes a new way of obtaining the density response, that replaces the need of solving the MM CPSCF equations with a set of auxiliary couple-perturbed equations over a number of multipole components representing the QM density.In practice, the calculation of the full ESPF-QM/MM Hessian matrix exhibits a linear scaling behaviour with the size of the MM system.The method has been applied to study the chromophore of the photoreceptor protein cryptochrome in its protein surrounding. The vibrational analysis is used as a basis to calculated various molecular properties such as vibrationally resolved electronic spectra, vibronic couplings and molecular property derivatives that allow the calculation of vibrational IR and Raman spectral intensities at the electrostatic embedding QM/MM level. The results presented in this thesis make the ESPF method a promising candidate for the future modeling of relaxation and dissipation dynamics in proteins
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Tran, Le Nhat Hoang. "Modélisation fréquentielle analytique de convertisseurs statiques en vue du dimensionnement de systèmes par optimisation." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT122/document.
Анотація:
Dans le cadre du dimensionnement des systèmes de conversion statique d’énergie implantés dans des réseaux électriques, il est important de respecter certaines normes harmoniques. Pour caractériser celles-ci, on doit utiliser des approches des modélisations fréquentielles : soit numérique, soit semi-analytique. La deuxième est préférable pour à une procédure de dimensionnement par optimisation de système, qui requiert un modèle rapide et peut accepter beaucoup de contraintes. Cependant, la difficulté principale apparaît lors de la modélisation analytique des structures d’électronique de puissance, notamment celles ayant de la commutation naturelle.Cette thèse propose une approche de modélisation semi-analytique où la résolution des équations implicites est faite par Newton-Raphson ou SQP. Cependant, cette approche pose des difficultés de convergence de la méthode utilisée du point de vue numérique et du point de vue du mode de fonctionnement du convertisseur statique. Ainsi, cette thèse propose différentes alternatives pour les résoudre.En terme d’illustrations, cette thèse s’appuie particulièrement sur des applications avec des redresseurs à diodes qui sont largement utilisés dans les sous-stations de réseaux ferroviaires ou dans les réseaux d’avion,Notamment, un canal de puissance typique d’un Airbus de « nouvelle génération » sert d’application du point de vue de dimensionnement par optimisationFor the design of static energy conversion systems from power grids, harmonic standards have to berespected. To characterize them, frequency modeling approaches, either numerical or semi-analytical. Thesecond one is more advisable for the sizing by optimization of systems, where a fast model is required and manyconstraints have to be carried out. However, the main difficulties happen in the analytical modeling of powerelectronics structures, especially those with soft commutations.This thesis proposes a semi-analytical modeling approach where the solving of implicit equations iscarried out by Newton-Raphson or SQP. The convergence difficulties are analyzed in two viewpoints:numerically and according the operating mode of the static converters. Then, alternatives are proposed to solvethem.To illustrate the problematic, applications with diode rectifiers (widely used in railway electrical gridsubstations or airline electrical grid) are used. Especially, the sizing of power channel of « new generation» of anAirbus, is made by optimization, using the proposed modelling approach
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Giraud-Audine, Christophe. "Contribution à la modélisation analytique d'actionneurs piézoélectriques en vue de leur conception et dimensionnement." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT044H.
Анотація:
Cette thèse propose une méthode d'étude générale du phénomène électro-élastique couple, en vue de la modélisation et de la conception d'actionneurs piézoélectriques. La première partie du travail consiste en l'élaboration de méthodes de formulation du couplage électro-élastique local dans les matériaux piézoélectriques basée sur l'emploi du principe de Hamilton. Une méthode générale de résolution utilisant les décompositions modales est ensuite proposée. La seconde partie traite de l'étude et la conception d'un ouveau moteur piézoélectrique fort couple-basse vitesse fonctionnant en régime quasistatique. Grâce aux méthodes étudiées, une validation expérimentale est ensuite présentée. Enfin, la méthode de mise en équation est appliquée à la modélisation de structures piézoélectriques bimorphes. Après une première étude sur des géométries simples validée expérimentalement, le modèle est généralisé pour des bimorphes plans. Il est alors utilisé pour modéliser un stator de moteur annulaire à onde progressive, avant d'être validé par l'analyse d'un stator existant.
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Su, Yishi. "Modélisation analytique et numérique de structure des mousses métalliques MPPCs et du comportement mécanique." Troyes, 2011. http://www.theses.fr/2011TROY0018.
Анотація:
L’objectif principal de ce travail est la modélisation analytique et numérique du comportement statique, dynamique et thermique des matériaux innovants (mousses métalliques et composites MPPCs). Dans un premier temps, la technique d’infiltration à pression négative est utilisée pour la fabrication des mousses d’aluminium à cellules ouvertes et des composites MPPCs. Compte tenu des arrangements des cellules ouvertes, trois modèles analytiques sont proposés à l’échelle microscopique pour prédire et optimiser la porosité du matériau. Les microstructures sont analysées expérimentalement afin d’étudier le comportement mécanique des composites MPPCs. Dans la seconde étape, nous avons proposé un modèle constitutif de contrainte-déformation dans le cas de la compression uni axiale statique sur la mousse d’aluminium. Ce modèle est utilisé pour simuler numériquement par éléments finis le comportement en compression. Le modèle est ensuite utilisé dans le cas dynamique en choc. Les modèles sont validés par des essais expérimentaux. La dernière partie concerne l’étude du comportement thermomécanique des composites MPPCs avec les microstructures des cellules sphériques et de Kelvin. Des simulations numériques en thermomécaniques sont réalisées sur ABAQUSThe main objective of this work is analytical and numerical modeling of the static, dynamic and thermal mechanical properties of the innovative materials (metal foam and composites MPPCs). Initially, the negative pressure infiltration technique is applied to manufacture the open-cell aluminum foams and the composites MPPCs. Considering the open-cell arrangements, three analytical models are proposed at the microscopic level to predict and optimize the porosity of the materials. The microstructures are experimentally analyzed to study the mechanical behavior of the composites MPPC. Secondly, we proposed a constitutive model of stress-strain in the case of uniaxial static compression of metal foam. This model is utilized with the finite element to numerically simulate the compressive behavior. Afterwards, the model is once again used in the case of dynamic low-velocity impact of metal foam. These models are verified by the experimental tests. Finally, we study the thermomechanical behavior of the composites MPPCs with the micro-structures of spherical and Kelvin cells. The numerical simulations of thermomechanical properties are carried out with the program ABAQUS
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Pegoraro, Paul. "Modélisation analytique de matériaux et de structures composites pour un comportement hygro-thermo-élastique." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066737.
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Alakian, Alexandre. "Modélisation radiative et caractérisation des panaches d'aérosols en imagerie hyperspectrale." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066003.
Анотація:
L’objectif de cette thèse est de caractériser les aérosols de panache (feux de végétation, rejets industriels, etc. ) à partir d’images hyperspectrales. Nous cherchons à estimer les propriétés optiques des particules émises mais également leurs propriétés microphysiques telles que la quantité, la taille et la composition. Pour atteindre notre objectif, nous avons construit un modèle semi–analytique direct, nommé APOM (Aerosol Plume Optical Model), qui permet de simuler les effets radiatifs des panaches d’aérosols sur le domaine spectral [0,4–2,5μm] pour des capteurs à visée nadir. La formulation mathématique ainsi que les coefficients du modèle sont obtenus à partir de simulations effectuées avec le code de transfert radiatif COMANCHE. APOM est évalué sur données simulées et se révèle précis, avec des erreurs de modélisation de 1 à 3%. Trois méthodes inverses reposant sur APOM ont été développées : L–APOM, M–APOM et A–APOM. Ces méthodes exploitent à la fois les dimensions spectrale et spatiale des images hyperspectrales. L–APOM et M–APOM supposent des connaissances a priori sur les particules mais peuvent estimer leurs propriétés optiques et microphysiques. Leurs performances sur données simulées se révèlent prometteuses. La méthode A–APOM ne requiert aucune connaissance a priori sur les particules mais se réduit à estimer les propriétés optiques. Elle nécessite cependant des améliorations avant d’être utilisable. Sur images réelles, l’inversion fournit des résultats satisfaisants pour un panache au-dessus de l’eau mais rencontre des difficultés pour un panache au–dessus de végétation, mettant ainsi en évidence des possibilités d’amélioration de l’algorithme d’inversion.
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Ostiguy, Pierre-Claude. "Modélisation pour l'imagerie des composites par ondes guidées." Thèse, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/8870.
Анотація:
Parmi les méthodes les plus utilisées en inspection embarquée des structures (Structural Health Monitoring ou SHM), les techniques d’imagerie basées sur un modèle de propagation sont de plus en plus répandues. Pour les techniques d'imagerie basées sur un modèle de propagation, bien que ces techniques montent en popularité, la complexité des matériaux composites réduit grandement leur performance en détection d'endommagements comparativement aux démonstrations précédentes de leur potentiel sur des matériaux isotropes. Cette limitation dépend entre autres des hypothèses simplificatrices souvent posées dans les modèles utilisés et peut entraîner une augmentation des faux positifs et une réduction de la capacité de ces techniques à détecter des endommagements. Afin de permettre aux techniques d'imagerie basées sur un modèle d'offrir une performance équivalente à celle obtenue précédemment sur les structures métalliques, il est nécessaire d'exploiter des modèles de propagation considérant la dynamique complexe des ondes dans ce type de structures. Cette thèse présente les travaux effectués sur la modélisation de la propagation des ondes guidées dans les matériaux composites. En première partie, une amélioration simple des modèles de génération et de propagation est proposée afin de permettre de mieux reconstruire les signaux générés et propagés sur une structure composite. Par la suite, le potentiel de la technique « Excitelet » à détecter et positionner adéquatement un ou plusieurs endommagements sur un matériau, peu importe son empilement (d’un composite unidirectionnel à un matériau isotrope), est démontré tant pour le mode A[indice inférieur 0] que le mode S[indice inférieur 0]. Les résultats obtenus numériquement et expérimentalement démontrent une corrélation directe entre l'amélioration des modèles mathématiques derrière les techniques d'imagerie et la robustesse des techniques pour ce qui est de la précision sur le positionnement du dommage et du niveau de corrélation obtenu. Parmi les améliorations à la technique d'imagerie « Excitelet » proposées, une amélioration significative des résultats en imagerie est démontrée en considérant la distribution de cisaillement plan sous l’émetteur, ce qui est une nouveauté par rapport aux travaux de recherche précédents en imagerie. La performance de la technique d'imagerie via la modélisation de la propagation d'ondes guidées dans les laminés multicouches transverses isotropes est par la suite démontrée. Les équations de l'élasticité en 3D sont utilisées pour bien modéliser le comportement dispersif des ondes dans les composites, et cette formulation est par la suite implantée dans la technique d'imagerie « Excitelet ». Les résultats démontrent que l'utilisation d'une formulation mathématique plus avancée permet d'augmenter la précision quant au positionnement des dommages et à l'amplitude de la corrélation obtenue lors de la détection d'un dommage. Une analyse exhaustive de la sensibilité de la technique d’imagerie et de la propagation d’ondes aux conditions environnementales et à la présence de revêtement sur la structure est présentée en dernière partie. Les résultats obtenus montrent que la considération de la propagation complexe dans la formulation d’imagerie ainsi que la caractérisation des propriétés mécaniques « a priori » de l’imagerie améliorent la robustesse de la technique et confèrent à la technique « Excitelet » la capacité de détecter et positionner précisément un endommagement, peu importe le type de structure.
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Ech, Cheikh Fouad. "Modélisations numérique et analytique du comportement mécanique et multiphysique d'une phase haute-tension pour fermes offshores." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0004.
Анотація:
Les travaux menés dans cette thèse visent à étudier le comportement mécanique sous sollicitations quasi-statiques et en fatigue cyclique afin de corréler les niveaux de déformation atteinte aux mécanismes d’endommagement opérants et qui reflètent la prolifération des défauts microstructuraux au sein des composants de la phase (Conducteur et isolants). Pour ce faire, nous proposons une modélisation numérique à l’aide d’Abaqus. Ensuite, toujours à l’aide de modélisations numériques, cette fois-ci utilisant Comsol, nous avons essayé de montrer l’impact des endommagements mécaniques sur les propriétés physiques (électrique et thermique) de la phase. Il est très important de préciser que dans toutel’étude proposée, nous nous sommes concentrés sur le conducteur cuivre. Ce choix est justifié par le caractère crucial du conducteur dans ce type de câble… Un endommagement partiel et/ou total de cet élément conduirait inévitablement à de graves conséquences (court-circuit ou shut-down !) avec interruption totale de conduction d’électricité et donc des pertes financières énormes. Il est bien entendu que l’isolant ou les isolants revêtent une influence critique également. Néanmoins, gardons en mémoire que la thèse proposée ne peut pas s’attaquer exhaustivement à l’ensemble des variables et un choix de priorisation devait être fait, à savoir de travailler sur le conducteurOTDR-based electrical cable diagnostic methods exist that allow the detection and localization of faults, but the analysis of the measured signals needs to be improved, particularly through the use of models. The link between the physical degradation of the cable and the values of the electrical parameters has, to our knowledge, never yet been realized. As a result, we are not able to know the actual condition of the cable in its natural evolution environment, let alone its residual life. The work carried out in this thesis aims at studying the mechanical behavior in both quasistatic and cyclic fatigue loadings in order to correlate the deformation levels reached to the operating mechanisms of damage and which reflect the proliferation of microstructural defects within the components of the phase (Conductor and insulators). To do this, we propose a numerical modeling using Abaqus. Then, again using numerical modeling, this time using Comsol, we tried to show the impact of mechanical damage on the physical properties (electrical and thermal) of the phase, emphasizing the role of copper. Insulators are playing a key role as well. However, the contour of the thesis had to be well defined in accordance with the time allocated and it seemed to us that a lot of information can be got out of the study of the conductor
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Le, Grand Philippe. "Formes curvilinéaires avancées pour la modélisation centrée objet des écoulements souterrains par la méthode des éléments analytiques." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839910.
Анотація:
L'utilisation des SIG pour la conception de modèles d'écoulements souterrains motive la recherche de méthodes numériques qui ne requièrent pas la discrétisation du domaine de l'écoulement : les SIG sont par nature vectorisés. Les méthodes numériques qui se fient à la discrétisation des frontières plutôt que du domaine offrent l'avantage de garder la description originale de l'information sous forme vecteur, telle que fournie par le SIG, réduisant ainsi les pertes inhérentes à la rastérisation et la vectorisation ultérieure. La méthode des éléments analytiques est particulièrement prometteuse. Cependant,il lui manque la capacité à gérer un type spécifique d'objets, les courbes NURBS. Les fonctions nécessaires à l'inclusion de ces courbes dans le cadre de l'AEM sont dérivées, et des exemples sont fournis. Leur souplesse est présentée, et on montre que les formes courbes exixtantes dans l'AEM peuvent être représentées par des NURBS, permettant ainsi la compatibilité, si elles devaient être supplantées. Une méthode est proposée pour améliorer le temps de réponse des modèles lorque les éléments curvilinéaires sont utilisés, basée sur la méthode des intégrales frontières directes. Les éléments linéaires classiques sont également améliorés pour permettre meilleurs précision et contrôle dans la technique d'accélération.
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Tanneau, Olivier. "Modélisation de panneaux d'isolation aéronautiques : couplages poro-élastiques, élastodynamiques et acoustiques par méthodes analytiques, FEM et BEM." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066401.
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Absi, Rafik. "Contribution à la modélisation analytique des couches limites turbulentes et dispersion de particules en suspension." Habilitation à diriger des recherches, Université de Cergy Pontoise, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00770089.
Анотація:
Cette 'Habilitation à Diriger des Recherches' a pour objectif de retracer le parcours et les activités du candidat sur les dix dernières années. Elle donne un aperçu de l'expérience acquise dans les domaines de l'enseignement, de la recherche et de l'implication dans la vie de l'établissement. La première partie récapitule le parcours académique et les activités du candidat ainsi que sa production scientifique. La deuxième partie présente une description synthétique des activités de recherche portant sur le thème principal qui traite de la modélisation analytique des couches limites turbulentes et la dispersion de particules solides en suspension. L'idée principale de cette approche consiste à proposer à l'ingénieur des outils à la fois pratiques et précis. Afin d'améliorer la description des écoulements turbulents proche parois, nous avons commencé par travailler à la résolution analytique de l'équation de l'énergie cinétique turbulente k. Nous avons proposé une solution générale qui a permis d'obtenir une fonction au voisinage immédiat de la paroi. Cette fonction a été d'abord validée par des données de simulation numérique directe (DNS) puis évaluée au niveau du code Fluent. Ces résultats ont permis de développer des modèles analytiques de viscosité turbulente qui ont permis de reconstituer avec précision le champ des vitesses en canal turbulent. A partir d'une analyse des équations de Navier-Stokes moyennées au sens de Reynolds (RANS) appliquées aux écoulements à surface libre, nous avons obtenu une équation différentielle ordinaire (EDO) pour les vitesses ainsi que sa solution semi-analytique. L'application aux canaux étroits (rapport d'aspect < 5) montre des profils de vitesses avec un maximum au-dessous de la surface libre. Nous avons développé des formulations analytiques du nombre de Schmidt turbulent nécessaire à l'évaluation du transfert de masse et des concentrations au sein des milieux fluides en mouvement avec particules. Nous avons considéré le cas de particules de sable en suspension sous l'effet d'un écoulement oscillant sur un fond de rides. Le modèle analytique de viscosité turbulente a été généralisé à ce type d'écoulements et validé par le modèle à deux équations k-ω. Cet exemple a permis en particulier de distinguer l'effet de sédimentation du phénomène de détachement tourbillonnaire. En conclusion, cette présentation sera complétée par des perspectives à court et à moyen terme.
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Cournoyer, Benoît. "Modélisation analytique et numérique de plaques multicouches ; application au traitement viscoélastique des disques encastrés - libres." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1995. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21737.pdf.
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Jean, Dit Gautier-Gaudenzi Estelle. "Modélisation du système pelvien de la femme enceinte et simulation d'accouchement : outil analytique et pédagogique." Thesis, Lille 2, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL2S019/document.
Анотація:
L'objectif principal de notre projet est de créer un modèle numérique complet du système pelvien de la femme enceinte prenant en compte l'intégralité des structures anatomiques de suspensions du pelvis, leurs propriétés biomécaniques et permettant la simulation d'accouchement eutocique et dystocique.Nous travaillons avec un modèle tridimensionel du pelvis de la femme enceinte créé à partir d'IRM réalisées chez une parturiente volontaire à différents âges gestationnels de la grossesse (16, 32 et 38SA) et en post-partum (2mois, 1an). Chaque organes, muscles et ligaments du pelvis ont été reconstruits numériquement permettant de générer un modèle géométrique complet représentatif du système pelvien. Nous avons effectué une analyse géométrique de ces structures, notamment musculaires et ligamentaires. Par la suite nous avons effectué des simulations numériques par méthode des Eléments Finis (EF), en intégrant notamment les propriétés biomécaniques des tissus et des trajectoires de tête imposées. Ce système permet d'analyser les déformations des structures périnéales lors d'un accouchement normal puis dystocique.L'étude approfondie au cours de la grossesse des ligaments utérosacrés et du muscle releveur de l'anus, met en évidence une modification géométrique de ces structures, jouant un rôle dans la statique pelvienne et ce dès le 2ème trimestre de grossesse. Cette reconstruction numérique en 3D a permis de réaliser un modèle d'enseignement (mannequin simple) et d'entraînement au geste de délivrance artificielle et de révision utérine. Cet outil a été testés auprès de gynécologue-obstétriciens, sages-femmes et internes afin d'élaborer un modèle final dont l'intérêt pédagogique a été validé. Par la suite, nous avons élaboré un modèle de simulation d'accouchement, paramétré, permettant de faire varier différents critères maternels et foetaux comme l'orientation, la taille et la flexion de la tête foetale. Dans un premier temps la simulation d'accouchement physiologique permet l'analyse de l'impact de l'accouchement sur ces mêmes structures pelviennes. Nous avons dans un second temps fait varier différents critères permettant d'aboutir à la dystocie. Nous travaillons également sur le développement de capteurs de pressions et mouvements, intégrés à des cuillères de forceps. Cet outil permet d'effectuer une analyse numérique du geste d'extraction par forceps.Cet outil paramétré de simulation numérique d'accouchement va permettre d'étudier les différents impacts de l'accouchement sur l'équilibre fragile des structures pelviennes. Ainsi il serait possible d'analyser la survenue de complications obstétricales maternelles et foetales. Ainsi il serait possible d'expliquer les lésions périnéales à court, moyen et long terme lié à l'accouchement. Cet outil permettrait également d'enseigner la mécanique et la gestuelle obstétricale parfois complexeWe aim at developing a complete 3D numerical model of a parturient pelvic system representing all the anatomical structures of the pelvis such as ligament, muscle and organs. Then we generate a parametric FE model that allows simulating normal and dystocic vaginal delivery.We have developed a parturient pelvic numerical model at different gestational ages, 16, 32 and 38 weeks of gestation, (WG) and in postpartum (2months and 1year) from MRI. The different organs, muscles and ligaments of the pelvic system were segmented in order to generate a complete anatomical 3D model. Starting from this numerical model we studied the changes the muscles and ligaments undergo during pregnancy. Then we performed a Finite Element (FE) model that allows simulation and analysis of the deformations of pelvic anatomical structures under the stress induce by normal and dystocic vaginal delivery. In particular, we investigated the influence of the head size, terms and cephalic orientation and flexion. We particularly studied the structures that play an important role in the stability of the pelvic system.ResultsThe analysis during pregnancy of the US ligaments and levator ani muscle (LAM) reveals some geometrical modification, even then at the beginning of the second pregnancy trimester. This 3D anatomical model help to develop a teaching model for manual removing of the placenta, that could be integrated in a simple physic mannequin. The proof of pedagogical interest of this tool was made by different series of tests, underwent by gynaecolog-obstetrician and midwives. Then we worked with FE simulation of the vaginal delivery. The model developed is parametric. Than mean we can then change different maternal and fetal criteria such as gestational age, fetal head size, orientation and flexion. First place we performed normal vaginal delivery to study the impact of the fetal head descent in the pelvic system, and his stress impact on the different anatomical structures. Then we introduce dystocic element. We can evaluate and localize the strain levels and the most injured areas. Posterior cephalic presentation presents higher injury risk than the anterior one. Maternal geometry at different terms brings equivalent results contrary to the fetal head sizes that have an influence on the strain level and the potential damage induced. We developed pressure and trajectories sensors integrated in a forceps. We can then record an ex-vivo forceps extraction and then integrate all the information in the FE model.ConclusionThis multi-parametric investigation allows us to have a customizable and predictive tool evaluating the potential damages on the pelvis during vaginal delivery. We could then explain, understand and maybe predict some maternal and fetal complications that could happen during vaginal delivery. We can in particular try to explain the perinea injuries during, after and long time after vaginal delivery. This tool can be used to teach the complexity of obstetric
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Courvoisier, Ludovic. "Modélisation analytique et étude numérique de l'écoulement d'une tôle le long d'un jonc de retenue." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Courvoisier.Ludovic.SMZ0101.pdf.
Анотація:
Les simulations numériques ont pris une grande part dans la validation et la faisabilité d'une pièce en emboutissage. Mais certains points, comme les joncs de retenue, sont complexes et couteux en temps de calcul. Le but du présent travail est de développer une modélisation analytique du pliage/étirage d'une tôle le long d'un jonc de retenue. L'evolution géométrique d'une longueur élémentaire de tôle est basée sur la théorie des plaques de Love-Kirchhoff associée à une prise en compte des variations d'épaisseur. Nous considérons une loi d'écrouissage aussi bien monotone que cinématique, et un frottement de type Coulomb. La modélisation proposée, validée par des simulations numériques, nous a permis d'effectuer une analyse paramétrique complète, qui peut constituer un outil d'aide au choix des joncs de retenueNumerical simulations take a great place in deep drawing processes. But some parts, like drawbeads, are complex and leads to an unacceptable increase in CPU time. The purpose of this work is to develop an analytical model for sheet bending/stretching along drawbead. The geometrical evolution of an elementary length of the sheet is described by the Love-Kirchhoff assumption. The thinning of the sheet is taken into account in the calculation. The assumption of either isotropic or kinematic hardening, and Coulomb's friction is assumed. This model, confirmed by numerical simulations, allowed us to perform a complete parameter analysis, and constitute a tool to choose drawbeads
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Faucher, Sébastien. "Modélisation quasi-analytique des composants passifs hybrides planar par la méthode des lignes de transmission." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20153.