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Dissertations / Theses on the topic 'Adaptatif mesh'
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Barral, Nicolas. "Time-accurate anisotropic mesh adaptation for three-dimensional moving mesh problems." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066476/document.
Full textAbstract:
Les simulations dépendant du temps sont toujours un challenge dans l'industrie, notamment à cause des problèmes posés par les géométries mobiles en termes de CPU et de précision. Cette thèse présente des contributions à certains aspects des simulations en géométrie mobile. Un algorithme de bouger de maillage fondé sur une déformation de maillage sur un grand pas de temps et des changements de connectivité (swaps) est étudié. Une méthode d'élasticité et une méthode d'interpolation directe sont comparées en 3D, démontrant l'efficacité de l'algorithme. Cet algorithme est couplé à un solver ALE, dont les schémas et l'implémentation en 3D sont décrits en détail. Une interpolation linéaire est utilisée pou traiter les swaps. Des cas de validation montrent que les swaps n'influent pas notablement sur la précision de la solution. Plusieurs examples complexes en 3D démontrent la puissance de cette approche, pour des mouvement imposés ou pour des problèmes d'Interaction Fluide-Structure. L'adaptation de maillage anisotrope a démontré son efficacité pour améliorer la précision des calculs stationnaires pour un coût raisonnable. On considère l'extension de ces méthodes aux problèmes instationnaires, en mettant à jour l'algorithme de point fixe précédent grâce à une ananlyse de l'erreur espace-temps fondée sur le modèle de maillage continu. Une parallélisation efficace permet de réaliser des simulations adaptatives instationnaires avec une précision inégalée. Cet algorithme est étendu au cas des géométries mobiles en corrigeant la métrique optimale instationnaire. Finalement, plusieurs exemples 3D de simulations adaptatives en géométries mobiles démontrent l'efficacité de l'approche<br>Time dependent simulations are still a challenge for industry, notably due to problems raised by moving boundaries, both in terms of CPU cost and accuracy. This thesis presents contributions to several aspects of simulations with moving meshes. A moving-mesh algorithm based on a large deformation time step and connectivity changes (swaps) is studied. An elasticity method and an Inverse Distance Weighted interpolation method are compared on many 3D examples, demonstrating the efficiency of the algorithm in handling large geometry displacement without remeshing. This algorithm is coupled with an Arbitrary-Lagrangian-Eulerian (ALE) solver, whose schemes and implementation in 3D are described in details. A linear interpolation scheme is used to handle swaps. Validation test cases showed that the use of swaps does not impact notably the accuracy of the solution, while several other complex 3D examples demonstrate the capabilities of the approach both with imposed motion and Fluid-Structure Interaction problems. Metric-based mesh adaptation has proved its efficiency in improving the accuracy of steady simulation at a reasonable cost. We consider the extension of these methods to unsteady problems, updating the previous fixed-point algorithm thanks to a new space-time error analysis based on the continuous mesh model. An efficient p-thread parallelization enables running 3D unsteady adaptative simulations with a new level of accuracy. This algorithm is extended to moving mesh problems, notably by correcting the optimal unsteady metric. Finally several 3D examples of adaptative moving mesh simulations are exhibited, that prove our concept by improving notably the accuracy of the solution for a reasonable time cost
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Shan, Ju-Lin Guo Ying Qiao @Zhang Hong-Wu @Guan Zhen-Gun. "Research and application of adaptive finite element Mesh generation." Reims : S.C.D. de l'Université, 2007. http://scdurca.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000709.pdf.
Full text
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Olivier, Géraldine. "Anisotropic metric-based mesh adaptation for unsteady CFD simuations involving moving geometries." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066101.
Full textAbstract:
Les méthodes d’adaptation de maillage anisotrope par champ de métriques sont aujourd’hui matures pour les simulations stationnaires mais leur extension aux problèmes instationnaires, a fortiori en géométries mobiles, reste problématique. Cette étude étend l’adaptation de maillage multi-échelles par champ de métriques aux problèmes instationnaires en géométries fixes et mobiles. Pour réduire le temps de calcul, une stratégie de déformation de maillage limitant les types d’opérations de remaillage autorisés a été adoptée. Il est ainsi démontré en pratique qu’il est possible de déplacer des objets en 3D sur de grandes distances à nombre de sommets constant avec un gain conséquent en temps CPU. Un nouveau schéma numérique gère les changements de connectivité du maillage de manière cohérente avec la description ALE du fluide. Ces méthodes ont été appliquées à la simulation d’écoulements autour de géométries complexes 2D et 3D.
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Frazza, Loïc. "3D anisotropic mesh adaptation for Reynolds Averaged Navier-Stokes simulations." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS423.
Full textAbstract:
Nous montrons dans cette thèse la capacité des schémas numériques modernes à simuler des écoulements turbulents sur des maillages totalement non-structurés générés automatiquement à l’aide de méthodes adaptatives. Nous détaillons le développement de différentes versions du modèle de Spalart-Allmaras ainsi que les choix numériques garantissant une robustesse suffisante du solver pour ne pas nécessiter de couche limite structurée. Nous introduisons en suite l’analyse d’erreur nécessaire pour proposer different estimateurs d’erreur à la base de l’optimisation de maillage. Cette méthodologie est testée sur différents cas tests d’aérodynamique externe et de turbomachines et comparée aux méthodes traditionnelles de géneration de maillage. Nous montrons ainsi la capacité des méthodes d’adaptation de maillage à générer automatiquement des maillages adaptés optimaux pour les simulations RANS autour de géométries réalistes et complexes<br>The fast and reliable simulation of turbulent flow using Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) models is a major financial issue for many industries. With the increasing complexity of geometries and simulated flows, as well as requirements in terms of fidelity, the generation of appropriate meshes has become a key link in the chain of computation. We show in this thesis the ability of modern numerical schemes to simulate turbulent flows on fully unstructured meshes generated automatically using mesh adaptation methods. We present the implementation of different versions of the Spalart-Allmaras model as well as the numerical choices guaranteeing a sufficient robustness of the solver in order to not require a structured boundary layer. We then introduce the error analysis necessary to propose different error estimators for mesh optimization. This methodology is tested on various external aerodynamic and turbomachinery test cases and compared to traditional mesh generation methods. We show the ability of mesh adaptation methods to automatically generate optimal mesh sizes for RANS simulations on realistic and complex geometries
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Shan, Ju-Lin. "Research and application of adaptive finite element Mesh generation algorithm." Reims, 2007. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000709.pdf.
Full textAbstract:
An improved adaptive triangle and tetrahedral adaptive mesh generator has been developed. The interfaces of B-Rep which is used to smooth over the differences in various CAD systems and the mesh data structures based on topology and relation matrix are also introduced. For 3D combined surfaces, an extended Advancing Front Technique (AFT) is extended to overcome the meh quality-worsening problem in closed surface mesh generation due to introducing virtual boundaries into 2D open parametric domains in resulting generate high-quality meshes and guarantee convergence in both open and closed surfaces. Ffor the shifting-AFT, it's not necessary to introduce virtual boundaries manually and automatically while meshing a closed surface, better-shaped triangles will be generate. Comparing with direct methods, the shifting-AFT avoids carrying out costly and unstable 3D geometrical computations in real space. During rolling back of tetrahedral meshing the advancing path is changed by changing front's preferential factor, the times of rolling back is decreased significantly. Moreover, node inserting based on linear programming technique improves the convergence of the algorithm. At the end, a robust backward search method based on walk-through algorithm is proposed to deal with the searching problems in non-convex fields and to avoid the problems of infinite loop
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Talpaert, Arthur. "Direct Numerical Simulation of bubbles with Adaptive Mesh Refinement with Distributed Algorithms." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX016/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse présente l'implémentation de la simulation d'écoulements diphasiques dans des conditions de réacteurs nucléaires à caloporteur eau, à l'échelle de bulles individuelles. Pour ce faire, nous étudions plusieurs modèles d'écoulements thermohydrauliques et nous focalisons sur une technique de capture d'interface mince entre phases liquide et vapeur. Nous passons ainsi en revue quelques techniques possibles de maillage adaptatif (AMR) et nous fournissons des outils algorithmiques et informatiques adaptés à l'AMR par patchs dont l'objectif localement la précision dans des régions d'intérêt. Plus précisément, nous introduisons un algorithme de génération de patchs conçu dans l'optique du calcul parallèle équilibré. Cette approche nous permet de capturer finement des changements situés à l'interface, comme nous le montrons pour des cas tests d'advection ainsi que pour des modèles avec couplage hyperbolique-elliptique. Les calculs que nous présentons incluent également la simulation du système de Navier-Stokes incompressible qui modélise la déformation de l'interface entre deux fluides non-miscibles<br>This PhD work presents the implementation of the simulation of two-phase flows in conditions of water-cooled nuclear reactors, at the scale of individual bubbles. To achieve that, we study several models for Thermal-Hydraulic flows and we focus on a technique for the capture of the thin interface between liquid and vapour phases. We thus review some possible techniques for Adaptive Mesh Refinement (AMR) and provide algorithmic and computational tools adapted to patch-based AMR, which aim is to locally improve the precision in regions of interest. More precisely, we introduce a patch-covering algorithm designed with balanced parallel computing in mind. This approach lets us finely capture changes located at the interface, as we show for advection test cases as well as for models with hyperbolic-elliptic coupling. The computations we present also include the simulation of the incompressible Navier-Stokes system, which models the shape changes of the interface between two non-miscible fluids
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Yang, Fangtao. "Simulation of continuous damage and fracture in metal-forming processes with 3D mesh adaptive methodology." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2385/document.
Full textAbstract:
Ces travaux s'inscrivent dans le cadre des recherches menées dans le cadre d'une collaboration entre le laboratoire Roberval de l'Université de Technologie de Compiègne et l'équipe dans le cadre du projet ANR-14-CE07-0035 LASMIS de l'Institut Charles Delaunay de l'Université de Technologie de Troyes. Nous présentons dans ces travaux une h-méthodologie adaptative tridimensionnelle des éléments finis afin de représenter l'initiation et la propagation des fissures dans des matériaux ductiles. Un modèle élasto-plastique couplé à l'endommagement isotrope proposé par l'équipe du LASMIS/UTT est utilisé. Les applications visées à terme concernent principalement la mise en forme des métaux. Dans ce contexte, une formulation Lagrangienne actualisée est employée et des remaillages fréquents s'avèrent essentiels afin d'une part d'éviter les fortes distorsions d'éléments dues aux grandes déformations plastiques et d'autre part de suivre les modifications de la topologie résultant de la création de fissures. La taille du nouveau maillage doit permettre à moindre coût représenter avec précision l'évolution des gradients des quantités physiques représentatives des phénomènes étudiées (plasticité, endommagement...). Nous proposons des indicateurs empiriques de taille d'éléments basés sur la déformation plastique ainsi que sur l'endommagement. Une courbe définie par morceau représente l'évolution de la taille d'élément suivant la sévérité de la plasticité et le cas échéant de l'endommagement. Les fissures sont représentées par une méthode de destruction d'éléments qui permet une description aisée de la géométrie de ces dernières et une gestion simplifiée de la fissuration sans nul besoin de critères additionnels. En revanche, pour permettre une description réaliste des fissures, ces dernières doivent être représentées par l'érosion des éléments de plus petite taille. Un solveur ABAQUS/Explicit® est utilisé avec des éléments tétraédriques quadratiques (C3D10M) évitant notamment les problèmes de verrouillage numérique survenant lors de l'analyse de structures en matériau compressible ou quasi-incompressible. Le contrôle de la plus petite taille du maillage est important dans un contexte explicite. De surcroît, pour les phénomènes adoucissant, la solution dépend de la taille de maille considérée alors comme un paramètre intrinsèque. Une étude nous a permis de constater que lorsque le maillage est suffisamment raffiné, les effets de la dépendance au maillage se réduisaient. Dans la littérature, les coûts de maillage ou de remaillage fréquents sont souvent considérés comme prohibitifs et de nombreux auteurs s'appuient sur cet argument pour introduire, avec succès certes, des méthodes alternatives qui limitent le coût des opérations de remaillage sans toutefois les éliminer (XFEM par exemple). Nos travaux montrent que le coût d'un remaillage local est négligeable par rapport au calcul. Compte tenu de la complexité de la géométrie et de la nécessité de raffiner le maillage, la seule alternative à ce jour est d'utiliser un mailleur en tétraèdres. La stratégie de remaillage local en tétraèdre s'appuie sur une méthode de bisection suivie si nécessaire d'une optimisation locale du maillage proposé par A. Rassineux en 2003. Le remaillage, même local, doit s'accompagner de procédures de transfert de champ des variables nodales et aux points d'intégration. Les variables nodales sont, comme le fait la plupart des auteurs, transférées en utilisant les fonctions de forme éléments finis. Le transfert de champ en 3D aux points de Gauss et les nombreux problèmes sous-jacents ont été relativement peu abordés dans la littérature<br>This work is part of the research carried out in the framework of a collaboration between the Roberval laboratory of the Compiègne University of Technology and the team within the framework of the project ANR-14-CE07-0035 LASMIS of the Charles Delaunay Institute of Technology University of Troyes. In this work, we present a three-dimensional adaptive Pi-methodology of finite elements to represent the initiation and propagation of cracks in ductile materials. An elastoplastic model coupled with the isotropic damage proposed by the LASMIS / UTT team is used. The targeted applications will mainly concern the metal forming. In this context, an updated Lagrangian formulation is used and frequent remeshing is essential in order to avoid the strong distortion of elements due to large plastic deformations and to follow the modifications of the topology resulting in the creation of cracks. The size of the new mesh must allow at a lower cost to accurately represent the evolution of the gradients of the physical quantities representative of the studied phenomena (plasticity, damage ...). We propose empirical indicators of size of elements based on the plastic deformation as well as on the damage. A piecewise defined curve represents the evolution of the element size according to the severity of the plasticity and, if appropriate, the damage. The cracks are represented by a method of destruction of elements which allows an easy description of the geometry and a simplified treatment of the cracking without any need for additional criteria. On the other hand, to allow a realistic description of the cracks, the latter must be represented by erosion smaller elements. An ABAQUS / Explicit@ solver is used with quadratic tetrahedral elements (C3DIOM), avoiding in particular the problems of numerical locking occurring during the analysis of structures in compressible or quasi-incompressible material. The control of the smaller mesh size is important in an explicit context. In addition, for softening phenomena, the solution depends on the mesh size considered as an intrinsic parameter. A study has shown that when the mesh is sufficiently refined, the effects of mesh dependence are reduced. In the literature, the costs of frequent meshing or remeshing are often considered prohibitive and many authors rely on this argument to introduce, with success, alternative methods that limit the cost of remeshing operations without eliminating them ( XFEM for example). Our work shows that the cost of local remeshing is negligible compared to the calculation. Given the complexity of the geometry and the need to refine the mesh, the only alternative to date is to use a mesh in tetrahedra. The strategy of local remeshing tetrahedron is based on a bisection method followed if necessary by a local optimization of the grid proposed by A. Rassineux in 2003. The remeshing, even local, must be accompanied by field transfer procedures on both nodal variables and integration points. Node variables are, as most authors do, transferred using finite element shape functions. The 3D field transfer at Gauss points and the many underlying problems have been relatively untouched in the literature. The main difficulties to be solved in order to ensure the "quality" of the transfer concern the limitation of numerical diffusion, the lack of information near borders, the respect of boundary conditions, the equilibrium, the calculation costs, the filtering of the information points, crucial problems in 3D where the number of Gauss points used is several hundred. We propose a so-called "hybrid" method which consists, initially, in extrapolating the data at the Gauss points, in the nodes by diffuse interpolation and then in using the finite element form functions to obtain the value at the point considered
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Limare, Alexandre. "Raffinement adaptatif de maillages intersectants, en Volumes Finis d’ordre élevé, pour l’aéropropulsion." Thesis, Troyes, 2017. http://www.theses.fr/2017TROY0028.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne le développement d'outils industriels de simulation d'écoulements instationnaires compressibles autour de corps en mouvements relatifs pour des lanceurs spatiaux. Le code FLUSEPA, développé par ArianeGroup, s'appuie sur une formulation Volumes Finis d'ordre élevé et utilise un chevauchement de maillage conservatif par intersections géométriques. Les faces d'intersection autorisent le calcul des flux entre mailles chevauchantes et mailles coupées, permettant le traitement correct des chocs et de l'ensemble des structures instationnaires dans les zones de recouvrement. Au cours de cette thèse, une technique de raffinement de maillage adaptatif (AMR) par création d'arbres « octree » par maille a été implémentée pour des maillages non-structurés hexaédriques. Elle permet de simplifier la création des maillages et de garantir une résolution locale en adéquation avec la physique captée. Le module AMR s’intègre avec cohérence aux schémas de discrétisation spatio-temporels existants afin d’assurer la conservativité et la précision, de plus, il dégrade peu les performances algorithmiques. Ainsi, l’exécution du programme s'effectue sur plusieurs processus avec un équilibrage de charge spécifique au schéma explicite temporel adaptatif et comporte une procédure assurant une projection conservative d’ordre élevé des variables de calcul sur les mailles raffinées. Ces deux propriétés assurent la cohérence avec la stratégie numérique existante. La simulation de plusieurs cas tests montre le potentiel de ce module et permet de valider son implémentation<br>This thesis is part of an effort to develop numerical industrial tools for the simulation of unsteady compressible flows about bodies in relation motion often encountered in the context of space launchers. FLUSEPA, a code developed by ArianeGroup, relies on a high-order Finite Volume formulation and a conservative overlapping of meshes using geometric intersections. In the overlapping regions, geometric faces allow the calculation of fluxes and the advection of shocks and unsteady structures. This manuscript describes the implementation of a cell-based Adaptive Mesh Refinement (AMR) technique for unstructured meshes composed of hexahedra. This new method eases the mesh construction process and ensures a local resolution adapted to the physical properties captured. In order to be functional, the AMR module must be consistent with the pre-existing spatio-temporal numerical schemes (i.e. be conservative and precise) and also keep the algorithmic performance. Thus, the obtained solution is divided between several processes with a load balancing specific to the explicit temporal adaptive numerical scheme was devised and includes a high-order conservative projection of the variables for the refined cells. These two properties compose a consistant global numerical strategy. Several test cases are run using this module and validate its implementation
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Oliva, Eduardo. "Amélioration d'un code hydrodynamique avec transport der ayonnement et maillage avec raffinement adaptatif (AMR) et son application aux lasers X." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/55/93/53/PDF/Oliva.pdf.
Full textAbstract:
L'injection d'harmoniques dans des amplificateurs gazeux génère des faisceaux de rayonnement X de grand qualité. Puisque les amplificateurs basés sur cible solide sont plus denses que ceux générés sur cible gazeuse, des impulsions d'énergie supérieure et plus courtes sont attendue. Cependant, les expériences réalisées n'ont pas présenté d'énergies supérieures à 90 nJ et des durées inférieures à 1 ps. Dans cette thèse nous nous sommes concentrés sur le problème de la différence entre l'énergie extraite et celle prédite, avec pour objectif d'obtenir des faisceaux de quelques dizaines de microjoules par impulsion. Nous avons employé le code ARWEN, déjà utilisé dans ce domaine, et l'avons amélioré dans le cadre de cette thèse. Les travaux réalisés sont donc : - L'étude théorique des sources de rayonnement X cohérent, en insistant sur les sources basées sur plasmas. L'état de l'art et la physique de ces amplificateurs sont décrits en profondeur. - La description du code ARWEN et des améliorations introduites dans le cadre de cette thèse. Ainsi que les programmes utilisés pour le postprocess des donnés. - L'optimisation des amplificateurs au moyen de simulations numériques. Ces simulations continuent les travaux précédentes et expliquent les effets donnant lieu aux différences entre l'énergie obtenue expérimentalement et celle prédite théoriquement. En prenant en compte ces effets, nous proposons un amplificateur optimisé. Nous avons aussi étudié l'amplification du faisceau harmonique en concluant au besoin d'un pré-amplificateur. En résumé, nous avons amélioré le code ARWEN en ajoutant de nouvelles capacités de simulation et l'avons utilisé pour étudier la physique des amplificateurs de rayonnement X cohérent basés sur plasmas. L'évolution de ces plasmas a été comprise et nous a permis d'expliquer les différences entre les expériences et la théorie et proposer un moyen de réduire les pertes d'énergie<br>Seeding experiments achieved with gas amplifiers demonstrated high quality X ray beams. Since amplifiers based on solid targets are denser than those generated from gas, higher energy and shorter pulse durations were expected. However, experiments demonstrated lower energy around 90 nJ and slightly shorter pulse duration down to 1 ps. We concentrated this thesis on the understanding of the mismatch between expected and measured energies for solid targets with the goal to find a way for producing seeded plasma-based soft x-ray laser emitting tens of microjoules per pulse as required by many applications. This work has been done with the code ARWEN. This code had already been used in this field but it has been improved in the frame of this thesis, adding new computational capabilities. The work presented in this thesis is: - Theoretical study of coherent X-ray sources, emphasizing the plasma-based sources. The state of the art and the physics of these amplifiers are described more thoroughly. - Description of the ARWEN code, the fundamental tool of this work, and the improvements introduced in it (ray tracing, parallelization of thermal conduction subroutines, standard HDF output, etc. . . ). In addition to this, the codes used for prostprocessing the data are also described. - Optimization of plasma amplifiers by means of numerical models. These studies start from previous works, continuing the work and explaining the effects that lead to the differences between the predicted energy and the energy experimentally observed. Some ways to avoid these effects are proposed. An study of the amplification of the injected seed in these plasmas is also presented, concluding that pre-amplifier stages are essential. Thus, nowadays a code with new simulation capabilities (ARWEN)is available and it can be applied to several fields (not only plasma-based soft X-ray lasers). It has been used to study plasma-based amplifiers, gaining an insight into the physics of these systems, explaining the differences between experimental results and theoretical predictions. In addition to this, it has been proposed a new scheme to optimize these amplifiers
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Rolland-Nevière, Xavier. "Tatouage 3D robuste." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4083/document.
Full textAbstract:
Les modèles 3D sont des contenus précieux très utilisés dans l'industrie, et donc la cible potentielle de piratages. Le tatouage robuste pour les maillages 3D apporte une réponse au problème du traçage de traître. Dans l'état de l'art du domaine, la couche d'adaptation du contenu en particulier est testée face des attaques standards. Une approche robuste à la pose est alors étudiée. Elle utilise une estimation robuste de l'épaisseur, définie comme la distance un nuage de points construits à partir de mesures du diamètre. Les performances expérimentales montrent qu'elle forme un point de départ prometteur pour le tatouage robuste de maillages 3D posés. Pour les maillages statiques, la modulation des distances radiales est une approche efficace du tatouage. Elle a été formulée comme un problème d'optimisation quadratique sous contrainte, dont nous proposons plusieurs extensions : une transformée par étalement, des primitives de référence calculées de manière intégrale, des directions de déplacement arbitraires, et de nouvelles métriques pour minimiser la distorsion perçue par un utilisateur. Des expériences illustrent leurs bénéfices pour le compromis entre la robustesse et la fidélité du tatouage. La sécurité est analysée par l'intermédiaire de deux mécanismes de protection et par une série d'attaques et de contre-Mesures. Un système de resynchronisation est intégré afin d'améliorer la résistance au rognage. Des points de recalage sont insérés dans une configuration spécifique qui porte les informations habituellement éliminées par l'attaque. Au décodage, elles sont récupérées de manière aveugle. Un gain significatif des performances est mesuré expérimentalement<br>3D models are valuable assets widely used in the industry and likely to face piracy issues. This dissertation deals with robust mesh watermarking that is used for traitor-Tracing. Following a review of state-Of-The-Art 3D watermarking systems, the robustness of several content adaptation transforms are benchmarked. An embedding domain robust against pose is investigated, with a thickness estimation based on a robust distance function to a point cloud constructed from some mesh diameters. A benchmark showcases the performance of this domain that provides a basis for robust watermarking in 3D animations. For static meshes, modulating the radial distances is an efficient approach to watermarking. It has been formulated as a quadratic programming problem minimizing the geometric distortion while embedding the payload in the radial distances. This formulation is leveraged to create a robust watermarking framework, with the integration of the spread-Transform, integral reference primitives, arbitrarily selected relocation directions and alternate metrics to minimize the distortion perceived. Benchmarking results showcase the benefits of these add-Ons w.r.t the fidelity vs. robustness watermarking trade-Off. The watermark security is then investigated with two obfuscation mechanisms and a series of attacks that highlight the remaining limitations. A resynchronization approach is finally integrated to deal with cropping attacks. The resynchronization embeds land-Marks in a configuration that conveys synchronization information that will be lost after cropping. During the decoding, this information is blindly retrieved and significant robustness improvements are achieved
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Balduzzi, Mathilde. "Plant canopy modeling from Terrestrial LiDAR System distance and intensity data." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20203.
Full textAbstract:
Le défi de cette thèse est de reconstruire la géométrie 3D de la végétation à partir des données de distance et d'intensité fournies par un scanner de type LiDAR. Une méthode de « shape-from-shading » par propagation est développée pour être combinée avec une méthode de fusion de données type filtre de Kalman pour la reconstruction optimale des surfaces foliaires.-Introduction-L'analyse des données LiDAR nous permet de dire que la qualité du nuage de point est variable en fonction de la configuration de la mesure : lorsque le LiDAR mesure le bord d'une surface ou une surface fortement inclinée, il intègre dans sa mesure une partie de l'arrière plan. Ces configurations de mesures produisent des points aberrants. On retrouve souvent ce type de configuration pour la mesure de feuillages puisque ces derniers ont des géométries fragmentées et variables. Les scans sont en général de mauvaise qualité et la quantité d'objets présents dans le scan rend la suppression manuelle des points aberrants fastidieuse. L'objectif de cette thèse est de développer une méthodologie permettant d'intégrer les données d'intensité LiDAR aux distances pour corriger automatiquement ces points aberrants. -Shape-From-Shading-Le principe du Shape-From-Shading (SFS) est de retrouver les valeurs de distance à partir des intensités d'un objet pris en photo. La caméra (capteur LiDAR) et la source de lumière (laser LiDAR) ont la même direction et sont placés à l'infini relativement à la surface, ce qui rend l'effet de la distance sur l'intensité négligeable et l'hypothèse d'une caméra orthographique valide. En outre, la relation entre angle d'incidence lumière/surface et intensité est connue. Par la nature des données LiDAR, nous pourrons choisir la meilleure donnée entre distance et intensité à utiliser pour la reconstruction des surfaces foliaires. Nous mettons en place un algorithme de SFS par propagation le long des régions iso-intenses pour pouvoir intégrer la correction de la distance grâce à l'intensité via un filtre de type Kalman. -Design mathématique de la méthode-Les morceaux de surface correspondant aux régions iso-intenses sont des morceaux de surfaces dites d'égales pentes, ou de tas de sable. Nous allons utiliser ce type de surface pour reconstruire la géométrie 3D correspondant aux images d'intensité.Nous démontrons qu'à partir de la connaissance de la 3D d'un bord d'une région iso-intense, nous pouvons retrouver des surfaces paramétriques correspondant à la région iso-intense qui correspondent aux surfaces de tas de sable. L'initialisation de la région iso-intense initiale (graine de propagation) se fait grâce aux données de distance LiDAR. Les lignes de plus grandes pentes de ces surfaces sont générées. Par propagation de ces lignes (et donc génération du morceau de la surface en tas de sable), nous déterminons l'autre bord de la région iso-intense. Puis, par itération, nous propagerons la reconstruction de la surface. -Filtre de Kalman-Nous pouvons considérer cette propagation des lignes de plus grande pente comme étant le calcul d'une trajectoire sur la surface à reconstruire. Dans le cadre de notre étude, la donnée de distance est toujours disponible (données du scanner 3D). Ainsi il est possible de choisir, lors de la propagation, quelle donnée (distance ou intensité) utiliser pour la reconstruction. Ceci peut être fait notamment grâce à une fusion de type Kalman. -Algorithme-Pour procéder à la reconstruction par propagation, il est nécessaire d'hiérarchiser les domaines iso-intenses de l'image. Une fois que les graines de propagation sont repérées, elles sont initialisées avec l'image des distances. Enfin, pour chacun des nœuds de la hiérarchie (représentant un domaine iso-intense), la reconstruction d'un tas de sable est faite. C'est lors de cette dernière étape qu'une fusion de type Kalman peut être introduite<br>The challenge of this thesis is reconstruct the 3D geometry of vegetation from distance and intensity data provided by a 3D scanner LiDAR. A method of “Shape-From-Shading” by propagation is developed to be combined with a fusion method of type “Kalman” to get an optimal reconstruction of the leaves. -Introduction-The LiDAR data analysis shows that the point cloud quality is variable. This quality depends upon the measurement set up. When the LiDAR laser beam reaches the edge of a surface (or a steeply inclined surface), it also integrate background measurement. Those set up produce outliers. This kind of set up is common for foliage measurement as foliages have in general fragmented and complex shape. LiDAR data are of bad quality and the quantity of leaves in a scan makes the correction of outliers fastidious. This thesis goal is to develop a methodology to allow us to integrate the LiDAR intensity data to the distance to make an automatic correction of those outliers. -Shape-from-shading-The Shape-from-shading principle is to reconstruct the distance values from intensities of a photographed object. The camera (LiDAR sensor) and the light source (LiDAR laser) have the same direction and are placed at infinity relatively to the surface. This makes the distance effect on intensity negligible and the hypothesis of an orthographic camera valid. In addition, the relationship between the incident angle light beam and intensity is known. Thanks to the LiDAR data analysis, we are able to choose the best data between distance and intensity in the scope of leaves reconstruction. An algorithm of propagation SFS along iso-intense regions is developed. This type of algorithm allows us to integrate a fusion method of type Kalman. -Mathematical design of the method-The patches of the surface corresponding to the iso-intense regions are patches of surfaces called the constant slope surfaces, or sand-pile surfaces. We are going to use those surfaces to rebuild the 3D geometry corresponding to the scanned surfaces. We show that from the knowledge of the 3d of an iso-intensity region, we can construct those sand-pile surfaces. The initialization of the first iso-intense regions contour (propagation seeds) is done with the 3D LiDAR data. The greatest slope lines of those surfaces are generated. Thanks to the propagation of those lines (and thus of the corresponding sand-pile surface), we build the other contour of the iso-intense region. Then, we propagate the reconstruction iteratively. -Kalman filter-We can consider this propagation as being the computation of a trajectory on the reconstructed surface. In our study framework, the distance data is always available (3D scanner data). It is thus possible to choose which data (intensity vs distance) is the best to reconstruct the object surface. This can be done with a fusion of type Kalman filter. -Algorithm-To proceed a reconstruction by propagation, it is necessary to order the iso-intensity regions. Once the propagation seeds are found, they are initialized with the distances provided by the LiDAR. For each nodes of the hierarchy (corresponding to an iso-intensity region), the sand-pile surface reconstruction is done. -Manuscript-The thesis manuscript gathers five chapters. First, we give a short description of the LiDAR technology and an overview of the traditional 3D surface reconstruction from point cloud. Then we make a state-of-art of the shape-from –shading methods. LiDAR intensity is studied in a third chapter to define the strategy of distance effect correction and to set up the incidence angle vs intensity relationship. A fourth chapter gives the principal results of this thesis. It gathers the theoretical approach of the SFS algorithm developed in this thesis. We will provide its description and results when applied to synthetic images. Finally, a last chapter introduces results of leaves reconstruction
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Ozhan, Cansu. "Multi-scale simulation of automotive catalytic converters." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066484/document.
Full textAbstract:
L'utilisation croissante de véhicules au cours des dernières décennies a causé une augmentation dans les émissions de gaz d'échappement nocifs provoquant des problèmes de santé et d'environnement. Cette problématique a conduit les gouvernements à mettre en place des limites d'émissions plus strictes. Afin de respecter ces limites, il est nécessaire de développer des systèmes de post-traitement plus performants. Parmi plusieurs solutions possibles, l'analyse et l'optimisation de l'impact de l'écoulement sur les réactions chimiques est une approche importante pour résoudre ce problème complexe. Au point de vue expérimental, il est très difficile de mesurer le champ de vitesse détaillé et la distribution de la température et de la concentration. Les simulations numériques peuvent fournir des informations supplémentaires pour comprendre l'interaction entre la distribution de l'écoulement et l'efficacité des réactions. La simulation numérique de ces systèmes est très coûteuse due aux phénomènes physiques et chimiques complexes ayant lieu simultanément dans tout le système. Afin de diminuer ce coût, on peut développer des modèles physiques et chimiques simplifiés ainsi que des techniques numériques spécifiques pour simuler le système tout en réduisant le temps de calcul. Dans cette thèse, nous développons une approche générale pour modéliser et simuler le système de post-traitement des gaz d'échappement automobile contenant les aspects physiques et chimiques. L'approche présente combine des modèles simplifiés et des techniques numériques de multi-résolutions afin de capturer correctement les caractéristiques de l'écoulement dans le système. Alors que la méthode de raffinement de maillage adaptatif (AMR) est optimisée afin de minimiser l'effort de calcul dans les régions divergente et convergente, un modèle de sous-maille est développé pour décrire l'écoulement dans les micro-canaux du substrat catalytique placé entre la région divergente et la région convergente. La performance du modèle est validée par rapport aux résultats expérimentaux obtenus par Benjamin et al. (2002). Le couplage effectif de méthode AMR et le modèle de sous-maille permet de capturer les caractéristiques de l'écoulement dans le système avec un temps de calcul réduit de manière significative. L'impact de l'écoulement pulsé et de l'écoulement en expansion sur le taux de réaction dans un canal de monolithe est étudié numériquement. La méthode AMR est montrée pour capturer les couches mince de diffusion près de la paroi à l'interface solide-liquide. Sur la base des résultats numériques, nous proposons un modèle simplifié de transport capturant les effets de l'écoulement, la diffusion et la réaction catalytiques à la paroi. Le modèle simplifié de transport peut être directement appliqué dans la forme de modèle de sous-maille pour la description complète de tous les processus physiques et chimiques ayant lieu à l'intérieur du système. Grâce aux approches de modélisation numériques physiques et chimiques développées, il est possible de simuler le système en trois dimensions avec un temps de calcul raisonnable capturant encore la physique principale du problème<br>The increasing use of passenger vehicles over the past decades has caused an increase in harmful exhaust gas emissions which give rise to environmental and health problems. This problematic has led governments to establish very stringent emission limits. The emission restrictions require more performing after-treatment systems. Among many other solutions, analysing and optimising the flow impact on the conversion efficiency is an important step towards the solution of the complex engineering problem. Detailed velocity, temperature and concentration distributions are very difficult to measure experimentally. Numerical simulations can provide additional information to understand the interaction of flow distribution and conversion efficiency. The simulation of these systems is computationally very expensive due to complex physical and chemical phenomena occurring simultaneously throughout the system. To overcome this cost, one can resort to some simplified physical and chemical models together with specific numerical techniques to simulate the system with a reduced computational time. In this dissertation, we develop a general approach to model and simulate the automotive catalytic converter system including all the physical and chemical processes. The present approach combines sub-grid models and numerical multi-resolution techniques in order to correctly capture the flow characteristics inside an automotive catalytic converter. While Adaptive Mesh Refinement (AMR) techniques are optimized in order to minimise the computational effort in the divergent and convergent regions, a sub-grid model is developed to describe the flow inside the catalytic substrate placed between the convergent and divergent regions. The performance of the sub-grid model is validated against the experimental results obtained by Benjamin et al. (2002). The effective coupling of AMR techniques and the sub-grid model allows to capture the flow features with significantly reduced computational time. The impact of pulsating and expansion flow on the conversion efficiency within a single monolith channel is investigated numerically. AMR techniques are shown to capture the small boundary layers near the wall at the solid-fluid interface. Based on the numerical results, we propose a simplified transport model that captures the effects of flow, diffusion and catalytic wall reactions. The simplified transport model can be directly applied as a sub-grid model for the complete description of all the physical and chemical processes taking place inside the system. The developed physical, chemical and numerical modelling approaches make the three-dimensional simulations possible with a reasonable computational time still capturing the main physics of the problem
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Uribe, Lobello Ricardo. "Génération de maillages adaptatifs à partir de données volumiques de grande taille." Thesis, Lyon 2, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO22024.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au problème de l'extraction d'une surface à partir de la représentation volumique d'un objet. Dans ce but, nous nous sommes concentrés sur les méthodes de division spatiale. Ces approches divisent le volume afin de construire une approximation par morceaux de la surface de l'objet. L'idée générale consiste à faire des approximations surfaciques locales qui seront ensuite combinées pour extraire une surface unique représentant l'objet. Les approches basées sur l'algorithme " Marching Cubes " (MC) présentent des défaut par rapport à la qualité et l'adaptativité de la surface produite. Même si une considérable quantité d'améliorations ont été apportées à la méthode originale, la plus grande partie des algorithmes fournissent la solution à un ou deux défauts mais n'arrivent pas à surmonter toutes ses limitations.Les méthodes duales sont plus adaptées pour utiliser un échantillonnage adaptatif sur le volume d'intérêt. Ces méthodes reposent sur la génération de surfaces duales à celles construites par MC ou se basent sur des grilles duales. Elles construisent des maillages moins denses et en même temps capables de mieux approcher les détails de l'objet. De plus, des améliorations récentes garantissent que les maillages extraits ont de bonnes propriétés topologiques et géométriques.Nous avons étudié les caractéristiques spécifiques des objets volumiques par rapport à leur géométrie et à leur topologie. Nous avons exploré l'état de l'art sur les approches de division spatiale afin d'identifier leurs avantages et leurs inconvénients ainsi que les implications de leur utilisation sur des objets volumiques. Nous avons conclu qu'une approche duale était la mieux adaptée pour obtenir un bon compromis entre qualité du maillage et qualité de l'approximation. Dans un second temps, nous avons proposé et développé un pipeline de génération de surfaces basé sur une combinaison d'une approche duale et de la recherche de composantes connexes n-dimensionnels pour mieux reproduire la topologie et la géométrie des objets originels. Dans un troisième temps, nous avons présenté une extension "out-of-core" de notre chaîne de traitements pour l'extraction des surfaces à partir de grands volumes. Le volume est divisé pour générer des morceaux de surface de manière indépendante et garde l'information nécessaire pour les connecter afin de produire une surface unique topologiquement correcte.L'approche utilisée permet de paralléliser le traitement pour accélérer l'obtention de la surface. Les tests réalisés ont permis de valider la méthode sur des données volumiques massives<br>In this document, we have been interested in the surface extraction from the volumetric representation of an object. With this objective in mind, we have studied the spatial subdivision surface extraction algorithms. This approaches divide the volume in order to build a piecewise approximation of the surface. The general idea is to combine local and simple approximations to extract a complete representation of the object's surface.The methods based on the Marching Cubes (MC) algorithm have problems to produce good quality and to handle adaptive surfaces. Even if a lot of improvements to MC have been proposed, these approaches solved one or two problems but they don't offer a complete solution to all the MC drawbacks. Dual methods are more adapted to use adaptive sampling over volumes. These methods generate surfaces that are dual to those generated by the Marching Cubes algorithm or dual grids in order to use MC methods. These solutions build adaptive meshes that represent well the features of the object. In addition, recent improvements guarantee that the produced meshes have good geometrical and topological properties.In this dissertation, we have studied the main topological and geometrical properties of volumetric objects. In a first stage, we have explored the state of the art on spatial subdivision surface extraction methods in order to identify theirs advantages, theirs drawbacks and the implications of theirs application on volumetric objects. We have concluded that a dual approach is the best option to obtain a good compromise between mesh quality and geometrical approximation. In a second stage, we have developed a general pipeline for surface extraction based on a combination of dual methods and connected components extraction to better capture the topology and geometry of the original object. In a third stage, we have presented an out-of-core extension of our surface extraction pipeline in order to extract adaptive meshes from huge volumes. Volumes are divided in smaller sub-volumes that are processed independently to produce surface patches that are later combined in an unique and topologically correct surface. This approach can be implemented in parallel to speed up its performance. Test realized in a vast set of volumes have confirmed our results and the features of our solution
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Lavie, Guillaume. "Simulation et analyse numérique de procédés de récupération de pétrole caractérisés par des fronts raides." Thesis, Pau, 2011. http://www.theses.fr/2011PAUU3028/document.
Full textAbstract:
Du fait de la raréfaction des gisements de pétrole conventionnel et de l'accroissement de la demande mondiale, les compagnies pétrolières sont amenées à considérer de nouvelles réserves inexploitées car trop coûteuses à l'exploitation il y a quelques années. Ce travail est consacré à la simulation numérique d'un procédé d'extraction de pétrole lourd, le VAPEX, caractérisé par l'injection de solvant facilitant le drainage par gravité de l'huile. L'enjeu principal de cette thèse est de simuler numériquement et avec précision, le mécanisme de pénétration du solvant dans l'huile, cette zone de pénétration étant relativement mince à l'échelle du réservoir. Notre travail a porté sur l'utilisation d’algorithmes de raffinement adaptatif de maillages pour la simulation de ce procédé. Ces considérations nous ont amené à considérer la problématique d'application d'algorithmes de raffinement de maillages en milieu poreux, et plus particulièrement en milieux poreux hétérogènes pour lesquels les indicateurs (ou estimateurs) existants permettant de déterminer les zones à raffiner ne sont pas clairement établis. Dans un premier temps, nous mettons en place l'ensemble des équations que nous sommes amené à résoudre numériquement au cours de l'élaboration des codes de simulation de procédés d'extraction par injection d'eau et de solvant. Nous décrivons ensuite le procédé VAPEX, et nous établissons l'étude semi-analytique de Butler & Mokrys du procédé à laquelle nous ajoutons la prise en compte des termes capillaires. Nous décrivons ensuite deux méthodes mathématiques permettant d'établir des estimateurs a posteriori pour de tels problèmes. Au cours de ce travail, nous mettons en place deux codes de simulation de réservoirs, le premier est un simulateur basé sur une discrétisation des équations par une méthode de discrétisation par éléments finis mixtes hybrides et permettant de simuler des problèmes d'injection d'eau et le second est basé sur une méthode de discrétisation par volumes finis permettant de simuler des procédés d'injection de solvant tels que le VAPEX. Nous utilisons ensuite ces estimateurs par le biais d’un algorithme de raffinement de maillages pour ces deux codes de simulation. L'étude du modèle semi-analytique que nous avons faite du procédé VAPEX montre que sous certaines hypothèses le terme capillaire peut être assimilé à un terme diffusif pour prédire l'avancement du front. Les estimateurs mis en place basés sur les variations des flux permettent de déterminer les zones de front pour des réservoirs hétérogènes. Nous illustrons ce résultat sur une simulation d'un problème d'injection d'eau à l'aide du simulateur mis en place. Les estimateurs mis en place permettent également de capter les fronts des saturations des phases et de concentration des constituants. Nous illustrons ce résultat sur une simulation du procédé VAPEX.Ce travail a amené à la mise en place d’estimateurs permettant de raffiner des maillages autour des fronts de saturation et de concentration pour des milieux poreux hétérogènes au cours de la simulation d'écoulements en milieux poreux. Pour caractériser ces estimateurs, nous avons distingué un front de saturation (resp. concentration), qui correspond est une forte variation de saturation (resp. concentration) engendrant une forte variation du flux, d'un fort gradient de saturation (resp. concentration) qui apparait automatiquement lorsque la perméabilité du milieu poreux varie brutalement. Les extensions de ce travail pourraient permettre de mettre en œuvre plus de simulations faisant varier les termes capillaires et les termes dispersifs affin de mieux apprécier le comportement des estimateurs introduits. Il serait également intéressant d'étudier l'impact des hypothèses faites pour établir les estimateurs empiriques utilisés. Enfin, de tels estimateurs pourraient s'appliquer à des codes de simulation tenant compte de la dispersion en milieu poreux<br>With rarefaction of conventional petroleum fields and the world supply increase, petroleum companies have to consider new unexploited reserves because of their exploitation cost few years ago. These reserves are called unconventional reserves, mainly heavy oil or extra heavy oil. This work is devoted to the numerical simulation of an extraction process of heavy oil, the VAPEX. VAPEX is characterized by solvent injection in a horizontal well in order to facilitate gravity drainage of oil in a producer well situated in the same way under the injector well. The main stake to simulate this process is to simulate the mechanism of solvent penetration in oil with precision, this penetration zone being very thin drawn to the reservoir scale. We focus our work on application of algorithm of adaptive mesh refinement to simulate this process. This consideration lead us to consider the issue of application of mesh refinement in porous media, especially in heterogeneous porous media for which existing indicators (or estimators) do not allow to determine properly the zone to be refined. The objective of this work is to determine a posteriori estimators for implementation of simulation codes of heterogeneous petroleum reservoirs and their application to the VAPEX process. Firstly, we set the whole equations we have to solve numerically to build simulators of petroleum extraction processes by water injection and solvent injection. Then, we describe the VAPEX process and we establish the semi-analytical study of Butler & Mokrys of this process for which we take in account influence of capillarity. Afterwards, we describe two mathematical methods to establish a posteriori estimators for such problems. One of these methods is based on empirical extrapolation of existing estimators for hyperbolic problems given by Ohlberger. In the course of this work, we set two simulation codes of petroleum reservoirs, the first is a simulator based on equations discretisation by mixed finite element method allowing simulation of water injection problems and the second is based on discretisation by finite volumes method allowing simulation of solvent injection processes like the VAPEX. Then, we apply these estimators to an algorithm of mesh refinement for these two simulation codes. The study of the semi-analytical model set of the VAPEX process show that under hypothesis, capillarity can be likened to a diffusive term to determine the front tracking. Estimators set are based on flux variation and allow determining sharp zone to be refined in heterogeneous porous media. We illustrate this result for a simulation of water injection with the simulator built. The estimators set can also track saturations fronts and concentrations fronts. We illustrate this result on a simulation of the VAPEX process. This work shows it is possible to set estimators allowing mesh refinement to track saturations and concentrations fronts during simulation of flow in heterogeneous porous media. To set such estimators, we make a distinction between saturation (resp. concentration) front and high saturation (resp. concentration) gradient. To our point of view, a front is a high variation of saturation or concentration that has a high impact on the flux variation. It is different from a high gradient that appear automatically where the permeability of the porous media has a high variation. This work could be complemented by making more simulations with variations of capillarity and dispersive terms in order to have a better appreciation of estimators introduced. It would be advisable to study the impact of suppositions done to establish these empirical estimators set. After all, such estimators could be applied to a simulation code taking in account dispersion in porous media
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Ghazanfarpour, Anahid. "Proximity-aware multiple meshes decimation using quadric error metric." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30168.
Full textAbstract:
La décimation progressive de maillage par l'application successive d'opérateurs topologiques est un outil standard de traitement de la géométrie. Un élément clé de tels algorithmes est la métrique d'erreur, qui donne la priorité aux opérateurs minimisant l'erreur de décimation. La plupart des travaux précédents se concentrent sur la préservation des propriétés locales du maillage lors du processus de décimation, le plus notable étant la métrique d'erreur quadrique qui utilise l'opérateur d'effondrement d'arête. Toutefois, les maillages obtenus à partir de scènes issues de CAO et décrivant des systèmes complexes requièrent souvent une décimation significative pour la visualisation et l'interaction sur des terminaux bas de gamme. Par conséquent, la préservation de la disposition des objets est nécessaire dans de tels cas, afin de préserver la lisibilité globale du système pour des applications telles que la réparation sur site, l'inspection, la formation, les jeux sérieux, etc. Dans ce contexte, cette thèse a trait à préserver la lisibilité des relations de proximité entre maillages lors de la décimation, en introduisant une nouvelle approche pour la décimation conjointe de multiples maillages triangulaires présentant des proximités. Les travaux présentés dans cette thèse se décomposent en trois contributions. Tout d'abord, nous proposons un mécanisme pour la décimation simultanée de multiples maillages. Ensuite, nous introduisons une métrique d'erreur sensible à la proximité, combinant l'erreur locale de l'arête (i.e. la métrique d'erreur quadrique) avec une fonction pénalisant la proximité, ce qui augmente l'erreur des effondrements d'arête là où les maillages sont proches les uns des autres. Enfin, nous élaborons une détection automatique des zones de proximité. Pour finir, nous démontrons les performances de notre approche sur plusieurs modèles générés à partir de scènes issues de CAO<br>Progressive mesh decimation by successively applying topological operators is a standard tool in geometry processing. A key element of such algorithms is the error metric, which allows to prioritize operators minimizing the decimation error. Most previous work focus on preserving local properties of the mesh during the decimation process, with the most notable being the Quadric Error Metric which uses the edge collapse operator. However, meshes obtained from CAD scenes and describing complex systems often require significant decimation for visualization and interaction on low-end terminals. Hence preserving the arrangement of objects is required in such cases, in order to maintain the overall system readability for applications such as on-site repair, inspection, training, serious games, etc. In this context, this thesis focuses on preserving the readability of proximity relations between meshes during decimation, by introducing a novel approach for the joint decimation of multiple triangular meshes with proximities. The works presented in this thesis consist in three contributions. First, we propose a mechanism for the simultaneous decimation of multiple meshes. Second, we introduce a proximity-aware error metric, combining the local edge error (i.e. Quadric Error Metric) with a proximity penalty function, which increases the error of edge collapses modifying the geometry where meshes are close to each other. Last, we devise an automatic detection of proximity areas. Finally, we demonstrate the performances of our approach on several models generated from CAD scenes
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Resmini, Andrea. "Analyse de sensibilité pour la simulation numérique des écoulements compressibles en aérodynamique externe." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066529.
Full textAbstract:
L'analyse de sensibilité pour la simulation numérique des écoulements compressibles en aérodynamique externe par rapport à la discrétisation de maillage et aux incertitudes liées à des paramètres d'entrées du modèle a été traitée 1- par le moyen des méthodes adjointes pour le calcul de gradient et 2- par approximations stochastiques non-intrusives basées sur des grilles creuses. 1- Une méthode d'adaptation de maillages goal-oriented basée sur les dérivées totales des fonctions aérodynamiques d'intérêt par rapport aux nœuds du maillage a été introduite sous une forme améliorée. La méthode s'applique au cadre de volumes finis pour des écoulements RANS pour des maillages mono-bloc et multi-bloc structurés. Des applications 2D pour des écoulements transsoniques ainsi que subsonique détaché atour d'un profil pour l'estimation du coefficient de traînée sont présentées. L'apport de la méthode proposée est vérifié. 2- Les méthodes du polynôme de chaos généralisé sous forme pseudospectrale creuse et de la collocation stochastique construite sur des grilles creuses isotropes et anisotropes sont examinées. Les maillages anisotropes sont obtenus par le biais d'une méthode adaptive basée sur l'analyse de sensibilité globale. L'efficacité des ces approximations est testée avec des fonctions test et des écoulements aérodynamiques visqueux autour d'un profil en présence d'incertitudes géométriques et opérationnelles. L'intégration des méthodes et aboutissements 1- et 2- dans une approche couplée permettrait de contrôler de façon équilibrée l'erreur déterministe/stochastique goal-oriented<br>Sensitivity analysis for the numerical simulation of external aerodynamics compressible flows with respect to the mesh discretization and to the model input parametric uncertainty has been addressed respectively 1- through adjoint-based gradient computation techniques and 2- through non-intrusive stochastic approximation methods based on sparse grids. 1- An enhanced goal-oriented mesh adaptation method based on aerodynamic functional total derivatives with respect to mesh coordinates in a RANS finite-volume mono-block and non-matching multi-block structured grid framework is introduced. Applications to 2D RANS flow about an airfoil in transonic and detached subsonic conditions for the drag coefficient estimation are presented. The asset of the proposed method is patent. 2- The generalized Polynomial Chaos in its sparse pseudospectral form and stochastic collocation methods based on both isotropic and dimension-adapted sparse grids obtained through an improved dimension-adaptivity method driven by global sensitivity analysis are considered. The stochastic approximations efficiency is assessed on multi-variate test functions and airfoil viscous aerodynamics simulation in the presence of geometrical and operational uncertainties. Integration of achievements 1- and 2- into a coupled approach in future work will pave the way for a well-balanced goal-oriented deterministic/stochastic error control
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Carabias, Alexandre. "Analyse et adaptation de maillage pour des schémas non-oscillatoires d'ordre élevé." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00914214.
Full textAbstract:
Cette thèse contribue à un ensemble de travaux consacrés à l'étude d'un schéma ENO centré-sommet (CENO) d'ordre élevé ainsi qu'à l'adaptation de maillage anisotrope pour des calculs de Mécaniques des Fluides précis à l'ordre 3. La première partie des travaux de cette thèse est consacré à une analyse approfondie de la précision du schéma CENO et à la création de termes correcteurs pour améliorer ses propriétés dispersives et dissipatives en une et deux dimensions. On propose un schéma CENO quadratique précis à l'ordre 3, puis cubique précis à l'ordre 4, pour les équations d'Euler des gaz compressibles, ainsi qu' une première version du schéma avec capture de choc monotone. La deuxième partie des travaux est consacrée à la mise au point d'une plateforme numérique d'adaptation de maillage anisotrope multi-échelle et basée fonctionnelle intégrant le schéma CENO. Nous proposons un nouvel estimateur d'ordre 3 du schéma quadratique basé sur une reconstruction de hessien équivalent et son application à des simulations d'acoustiques instationnaire et de Scramjet stationnaire utilisant nos limiteurs.
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Le, Carlier de Veslud Christian. "Etude et réalisation de logiciels d'éléments finis sur micro-ordinateur : mailleurs automatiques résolution auto-adaptative de problèmes de mécanique utilisant la méthode multigrilles." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1991_LE_CARLIER_DE_VESLUD_C.pdf.
Full textAbstract:
Nous construisons un ensemble de logiciels permettant la modélisation par éléments finis de problèmes de mécanique et leur résolution par des méthodes multigrilles sur micro-ordinateur macintosh. Nous privilégions la simplicité, la sureté de l'emploi et l'automaticité des logiciels développés. Pour cela, 4 algorithmes de maillages automatiques bi et tridimensionnels (par bloc, et par une méthode de Delaunay en 2D, par bloc et par élévation de maillage plan en 3D) utilisant les plus récents développements ont été mis au point. La gestion graphique de ces logiciels utilise un grand nombre d'utilitaires (menus déroulants, saisie directe à l'écran, élimination des parties cachées, modification locale ou globale du maillage, etc. . . ). Ces stratégies sont appliquées aux ossatures planes linéaires de poutre avec ou sans cisaillement transverse et ainsi au cas de l'élasticité linéaire plane. Dans ce dernier cas, l'utilisation de la méthode multigrilles associée à des mailleurs auto-adaptatifs permet d'affiner l'étude là où c'est nécessaire, offrant ainsi un gain de précision et de rapidité
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Billon, Laure. "Génération et adaptation de maillage volume-couche limite dynamique pour les écoulements turbulents autour de géométries complexes." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM077/document.
Full textAbstract:
La simulation numérique des écoulements turbulents en aérodynamique est très complexe. Elle consiste en l'étude de l'interaction entre un fluide et un profilimmergé. On observe à la surface du profil une zone de vitesse ralentie, nommée couche limite. L'étude fine de la couche limite est primordiale pour la résolution précise de l'écoulement. Elle nécessite de ce fait un maillage particulièrement fin et structuré. Nous proposons une procédure automatique permettant de générer un maillage adapté pour la résolution précise de la couche limite en accord avec la théorie et les caractéristiques physiques de l'écoulement. De plus, afin de décrire l'écoulement turbulent dans toute sa complexité à moindres coûts, nous proposons de combiner le maillage couche limite à une méthode d’adaptation de maillage dynamique.A cet effet, nous avons utilisé une version avancée de l'adaptation de maillagesur l'erreur a posteriori basée sur les arêtes et développé une méthode permettant à la fois de conserver la structure et le raffinement dans la couche limite mais également de décrire précisément les recirculations et le sillage. La nouvelle méthode d'adaptation volume-couche limite a été validée sur des cas2D et 3D à géométries complexes. Les résultats mettent en relief le potentiel decette approche et ouvre des perspectives intéressantes pour l'adaptation de maillage en mécanique des fluides<br>Numerical simulation of turbulent aerodynamics flows remains challenging. Such fluid-structure interaction problem involves generally a thin layer close to the wall where the fluid is slow down, called boundary layer. This latter requires a carefull study of the boundary layer since it is crucial regarding the accuracyof the complete flow computation. Therefore, a fine and structured mesh is needed close to the wall. In this work, we propose a novel automatic procedure to build a correct boundary layer mesh according to the theory and the flow parameters. Moreover, in order to describe exactly the behaviour of the flow on the whole domain, the boundary layer mesh is combined with a dynamic mesh adaptation method.It follows an advanced version of the edge based mesh adaptation method. Combined together, they ensure a fine and structured mesh in the boundarylayer while all the flow vortices are accurately resolved. This new method, called boundary-volume mesh adaptation, has been validated on several 2D and 3Dtest cases with complex geometries. Results emphasises the capacity ofthe approach and offer opportunities of improvement for numerical fluid mechanics mesh adaptation
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Prat, Raphaël. "Équilibrage dynamique de charge sur supercalculateur exaflopique appliqué à la dynamique moléculaire." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0174/document.
Full textAbstract:
Dans le contexte de la dynamique moléculaire classique appliquée à la physique de la matière condensée, les chercheurs du CEA étudient des phénomènes physiques à une échelle atomique. Pour cela, il est primordial d'optimiser continuellement les codes de dynamique moléculaire sur les dernières architectures de supercalculateurs massivement parallèles pour permettre aux physiciens d'exploiter la puissance de calcul pour reproduire numériquement des phénomènes physiques toujours plus complexes. Cependant, les codes de simulations doivent être adaptés afin d'équilibrer la répartition de la charge de calcul entre les cœurs d'un supercalculateur.Pour ce faire, dans cette thèse nous proposons d'incorporer la méthode de raffinement de maillage adaptatif dans le code de dynamique moléculaire ExaSTAMP. L'objectif est principalement d'optimiser la boucle de calcul effectuant le calcul des interactions entre particules grâce à des structures de données multi-threading et vectorisables. La structure permet également de réduire l'empreinte mémoire de la simulation. La conception de l’AMR est guidée par le besoin d'équilibrage de charge et d'adaptabilité soulevé par des ensembles de particules se déplaçant très rapidement au cours du temps.Les résultats de cette thèse montrent que l'utilisation d'une structure AMR dans ExaSTAMP permet d'améliorer les performances de celui-ci. L'AMR permet notamment de multiplier par 1.31 la vitesse d'exécution de la simulation d'un choc violent entraînant un micro-jet d'étain de 1 milliard 249 millions d'atomes sur 256 KNLs. De plus, l'AMR permet de réaliser des simulations qui jusqu'à présent n'étaient pas concevables comme l'impact d'une nano-goutte d'étain sur une surface solide avec plus 500 millions d'atomes<br>In the context of classical molecular dynamics applied to condensed matter physics, CEA researchers are studying complex phenomena at the atomic scale. To do this, it is essential to continuously optimize the molecular dynamics codes of recent massively parallel supercomputers to enable physicists to exploit their capacity to numerically reproduce more and more complex physical phenomena. Nevertheless, simulation codes must be adapted to balance the load between the cores of supercomputers.To do this, in this thesis we propose to incorporate the Adaptive Mesh Refinement method into the ExaSTAMP molecular dynamics code. The main objective is to optimize the computation loop performing the calculation of particle interactions using multi-threaded and vectorizable data structures. The structure also reduces the memory footprint of the simulation. The design of the AMR is guided by the need for load balancing and adaptability raised by sets of particles moving dynamically over time.The results of this thesis show that using an AMR structure in ExaSTAMP improves its performance. In particular, the AMR makes it possible to execute 1.31 times faster than before the simulation of a violent shock causing a tin microjet of 1 billion 249 million atoms on 256 KNLs. In addition, simulations that were not conceivable so far can be carried out thanks to AMR, such as the impact of a tin nanodroplet on a solid surface with more than 500 million atoms
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Sarkis, Carole. "Modélisation de la solidification dendritique d’un alliage Al-4.5%pdsCu atomisé avec une méthode de champs de phase anisotrope adaptative." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM048/document.
Full textAbstract:
La croissance dendritique est calculée en utilisant un modèle champ de phase avec adaptation automatique anisotrope et non structurées d’un maillage éléments finis. Les inconnues sont la fonction champ de phase, une température adimensionnelle et une composition adimensionnelle, tel que proposé par [KAR1998] et [RAM2004]. Une interpolation linéaire d’éléments finis est utilisée pour les trois variables, après des techniques de stabilisation de discrétisation qui assurent la convergence vers une solution correcte non-oscillante. Afin d'effectuer des calculs quantitatifs de la croissance dendritique sur un grand domaine, deux ingrédients numériques supplémentaires sont nécessaires: un maillage adaptatif anisotrope et non structuré [COU2011], [COU2014] et un calcul parallèle [DIG2001], mis à disposition de la plateforme numérique utilisée (CimLib) basée sur des développements C++. L'adaptation du maillage se trouve à réduire considérablement le nombre de degrés de liberté. Les résultats des simulations en champ de phase pour les dendrites pour une solidification d'un matériau pur et d’un alliage binaire en deux et trois dimensions sont présentés et comparés à des travaux de référence. Une discussion sur les détails de l'algorithme et le temps CPU sont présentés et une comparaison avec un modèle macroscopique sont faite<br>Dendritic growth is computed using a phase-field model with automatic adaptation of an anisotropic and unstructured finite element mesh. Unknowns are the phase-field function, a dimensionless temperature and a dimensionless composition, as proposed by [KAR1998] and [RAM2004]. Linear finite element interpolation is used for all variables, after discretization stabilization techniques that ensure convergence towards a correct non-oscillating solution. In order to perform quantitative computations of dendritic growth on a large domain, two additional numerical ingredients are necessary: automatic anisotropic unstructured adaptive meshing [COU2011], [COU2014] and parallel implementations [DIG2001], both made available with the numerical platform used (CimLib) based on C++ developments. Mesh adaptation is found to greatly reduce the number of degrees of freedom. Results of phase-field simulations for dendritic solidification of a pure material and a binary alloy in two and three dimensions are shown and compared with reference work. Discussion on algorithm details and the CPU time are outlined and a comparison with a macroscopic model are made
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Feuillet, Rémi. "Embedded and high-order meshes : two alternatives to linear body-fitted meshes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLY010/document.
Full textAbstract:
La simulation numérique de phénomènes physiques complexes requiert généralement l’utilisation d’un maillage. En mécanique des fluides numérique, cela consisteà représenter un objet dans un gros volume de contrôle. Cet objet étant celui dont l’on souhaite simuler le comportement. Usuellement, l’objet et la boîte englobante sont représentés par des maillage de surface linéaires et la zone intermédiaire est remplie par un maillage volumique. L’objectif de cette thèse est de s’intéresser à deux manières différentes de représenter cet objet. La première approche dite immergée consiste à mailler intégralement le volume de contrôle et ensuite à simuler le comportement autour de l’objet sans avoir à mailler explicitement dans le volume ladite géometrie. L’objet étant implicitement pris en compte par le schéma numérique. Le couplage de cette méthode avec de l’adaptation de maillage linéaire est notamment étudié. La deuxième approche dite d’ordre élevé consiste quant à elle consiste à augmenter le degré polynomial du maillage de surface de l’objet. La première étape consiste donc à générer le maillage de surface de degré élevé et ensuite àpropager l’information de degré élevé dans les éléments volumiques environnants si nécessaire. Dans ce cadre-là, il s’agit de s’assurer de la validité de telles modifications et à considérer l’extension des méthodes classiques de modification de maillages linéaires<br>The numerical simulation of complex physical phenomenons usually requires a mesh. In Computational Fluid Dynamics, it consists in representing an object inside a huge control volume. This object is then the subject of some physical study. In general, this object and its bounding box are represented by linear surface meshes and the intermediary zone is filled by a volume mesh. The aim of this thesis is to have a look on two different approaches for representing the object. The first approach called embedded method consist in integrally meshing the bounding box volume without explicitly meshing the object in it. In this case, the presence of the object is implicitly simulated by the CFD solver. The coupling of this method with linear mesh adaptation is in particular discussed.The second approach called high-order method consist on the contrary by increasing the polynomial order of the surface mesh of the object. The first step is therefore to generate a suitable high-order mesh and then to propagate the high-order information in the neighboring volume if necessary. In this context, it is mandatory to make sure that such modifications are valid and then the extension of classic mesh modification techniques has to be considered
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Buessler, Emilie. "Construction et validation d'un atlas statistique 3D des os carpiens humains." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAM060.
Full textAbstract:
Le poignet humain est une articulation essentielle, car il est à l'origine de la grande amplitude de mouvement de la main. C'est également une articulation complexe, composée de huit petits os carpiens, qui sont connectés aux cinq métacarpes et aux deux os de l'avant-bras. La complexité de l'articulation est non seulement due à ce grand nombre d'os, mais également à la petite taille des os carpiens et à leurs formes élaborées, qui rendent le mouvement des os les uns autour des autres également complexe. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la modélisation 3D de la forme des os. Peu de travaux ont été menés jusqu'à présent sur la modélisation des os du poignet, et peu de données exploitables pour des modèles informatiques ont été collectées. Or de tels modèles informatiques peuvent avoir de nombreuses applications : ils peuvent servir de base pour la création d'outils informatiques automatisés ou encore être intégrés dans des logiciels servant de support au diagnostique. La qualité des résultats de telles applications dépend de la qualité du modèle utilisé. C'est pourquoi nous attachons une attention particulière à la validation de notre travail, alors même qu'il n'existe pas de mesure directes pour l'évaluation, et qu'il faut utiliser des métriques indirectes.Nous nous sommes intéressés à des outils pour la modélisation 3D, particulièrement aux techniques de correspondance entre maillages. Nous présentons une méthode pour transformer des maillages bruts directement créés à partir de tomodensitogrammes en nouveaux maillages représentant les mêmes os tout en définissant des relations de correspondance. %Une telle procédure de remaillage n'est pas triviale à définir ni à valider, c'est pourquoi nous y portons une attention particulière.Une fois définies, ces relations rendent possible de nombreuses applications, qui permettent une validation supplémentaire des correspondances. Nous présentons plusieurs applications. La variabilité de la forme des os est analysée à l'aide d'outils statistiques tels que l'Analyse en Composantes Principales (ACP) ainsi qu'un outil basé sur les Processus Gaussiens.Les capacités d'adaptation du modèle ACP à de nouvelles formes sont utilisées pour définir des relations de correspondance avec une seconde base de données. Nous proposons également une méthode pour transférer simplement des systèmes de coordonnées ou tout autre point remarquable définis pour quelques exemples vers le reste de la base de données. Une telle application est utile pour des études biomécaniques de mouvement du poignet. Finalement, dans une dernière étape, nous nous sommes intéressés à la modélisation des mouvements des os du poignet à l'aide d'un modèle paramétrique basé sur des prédicteurs significatifs et facilement mesurables<br>The wrist is an essential joint, source of the large range of motion of the hand. It is also a complex joint, composed of eight small bones, connected to five metacarpal bones and two forearm bones. The complexity of the joint is not only due to the high number of interconnected bones, but also to the small size of the carpal bones and their elaborate shapes interlocked with each other, that move in an intricate way around each other.In this thesis we are interested in modeling the 3D wrist bone shapes. Not many works on wrist bones modeling have been conducted yet and little data have been collected into databases exploitable for computer models. The latter can be used to take measurements, serve as basis for the creation of automated IT tools, or else be integrated into software for diagnosis support for example. The quality of the results of such applications depends on the quality of the model. We therefore attach a special importance to the validation of our work, while such assessment cannot directly be measured and must be proven by indirect metrics.Interest was taken in tools for the modeling of 3D shapes, especially in techniques of correspondence between 3D meshes. We propose a method to transform raw meshes extracted from CT scans into bones representations with correspondence relations.%It is not trivial to define a resampling procedure, and neither is its quality assessment, to which we pay particular attention.The dense correspondence relations computed make possible many applications, that serve as further validation of the correspondence results. We propose several utilizations. Variability among bones is analyzed with statistical procedures such as the Principal Component Analysis (PCA) and another one based on Gaussian Processes.The registration capacities of the first model are employed for defining correspondence with a second database. We propose a method to easily transfer systems of coordinates or other landmarks from a few example towards the rest of the database, a convenient function for biomechanical wrist motion study. In a last phase, we are concerned with modeling wrist bones motions with a parametric model based on meaningful and easily measurable predictors
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Espinas, Jérémy. "Transformations compactes de triangulations surfaciques par bascule d'arête." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10197/document.
Full textAbstract:
Le développement de la numérisation systématique des formes 3D (conservation du patrimoine national, commerce électronique, reverse engineering, intégration d’objets réels dans des environnements de réalité virtuelle) et le besoin toujours croissant de ces objets géométriques dans de nombreuses applications (conception assistée par ordinateur, calcul de simulations par éléments finis, système d’informations géographiques, loisirs numériques) a entrainé une augmentation vertigineuse du volume de données à traiter, avec l’émergence de nombreuses méthodes de compression de modèles 3D. Ce volume de données devient encore plus difficile à maitriser lorsque l’aspect temporel entre en jeu. Les maillages correspondent au modèle classiquement utilisé pour modéliser les formes numérisées et certaines approches de compression exploitent la propriété qu’une bonne estimation de la connectivité peut être déduite de l’échantillonnage, lorsque ce dernier s’avère suffisamment dense. La compression de la connectivité d’un maillage revient alors au codage de l’écart entre deux connectivités proches. Dans ce mémoire, nous nous intéressons au codage compact de cette différence pour des maillages surfaciques. Nos travaux sont fondés sur l’utilisation de la bascule d’arête (edge flip) et l’étude de ses propriétés. Nos contributions sont les suivantes. Etant donné deux triangulations connexes partageant le même nombre de sommets et un même genre topologique, nous proposons un algorithme direct et efficace pour générer une séquence de bascules d’arêtes permettant de passer d’un maillage `a un autre. Nous nous appuyons sur une correspondance entre les sommets des deux maillages, qui, si elle est non fournie, peut être choisie de manière totalement aléatoire<br>The development of scanning 3D shapes (national heritage conservation, ecommerce, reverse engineering, virtual reality environments) and the growing need for geometric objects in many applications (computer-aided design, simulations, geographic information systems, digital entertainment) have led to a dramatic increase in the volume of data to be processed, and the emergence of many methods of compression of 3D models. This volume of data becomes even more difficult to control when the temporal aspect comes in. Meshes correspond to the pattern typically used to model the scanned forms and some approaches exploit a property of compression that a good estimation of connectivity can be derived from sampling, when it appears sufficiently dense. Compressing the connectivity of a mesh is equivalent to coding the difference between two close connectivities. In this thesis, we focus on the compact coding of this difference for 2-dimensional meshes. Our work is based on the use and study of the properties of the edge flip. Our contributions are the following : - Given two connected triangulations that share the same number of vertices and the same topological genus, we propose a direct and efficient algorithm to generate a sequence of edge flips to change one mesh into the other. We rely on a correspondence between the vertices of the two meshes, which, if not provided, may be chosen randomly. The validity of the algorithm is based on the fact that we intend to work in a triangulation of a different class from those generally used. - We then generalize the edge flips to triangulations in which we identify each edge with a label. We show that a sequence of edge flips can be used to transpose two labels, under certain conditions. From this result, the edge flip can be generalized to meshes whose faces are not necessarily triangular, which allowed us to develop an algorithm for reducing sequences of edge flips. - Finally, we present a compact coding approach for a sequence of edge flips, and determine under what conditions it is better to use this compact transformation between two connectivities instead of coding them independently by a static algorithm
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Dabonneville, Felix. "Développement d'une méthode numérique multi-échelle et multi-approche appliquée à l'atomisation." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR018/document.
Full textAbstract:
L’objet de cette thèse a été de développer une méthode numérique multi-approche et multiéchelle appliquée à la simulation d’écoulements diphasiques de fluides non miscibles, incompressibles et isothermiques et plus particulièrement à l’atomisation primaire. Cette méthode repose sur une approche couplée entre un maillage local raffiné et un maillage global plus large. Le couplage est explicite avec raffinement en temps, c’est-à-dire que chaque domaine évolue selon son propre pas de temps. Afin de prendre en compte les différentes échelles en temps et en espace dans le processus d’atomisation, cette méthode numérique couple deux méthodes numériques diphasiques différentes : une méthode de capture de l’interface dans le domaine local raffiné près de l’injecteur et une méthode de sous-maille dans le domaine global grossier et la région du spray dispersé. Le code développé et parallélisé dans le logiciel OpenFOAMR s’avère capable de réduire de manière significative le temps de calcul d’une simulation aux grandes échelles de l’atomisation dans un injecteur coaxial, tout en prédisant de manière fiable les données expérimentales<br>The purpose of this work has been to develop a multi-approach and multi-scale numerical method applied to the simulation of two-phase flows involving non miscible, incompressible and isothermal fluids, and more specifically primary atomization. This method is based on a coupled approach between a refined local mesh and a coarser global mesh. The coupling is explicit with refinement in time, i.e. each domain evolves following its own time-step. In order to account for the different scales in space and time of the atomization process, this numerical method couples two different two-phase numerical methods: an interface capturing method in the refined local domain near the injector and a sub-grid method in the coarser global domain in the dispersed spray region. The code has been developed and parallelized in the OpenFOAMR software. It is able to reduce significantly the computational cost of a large eddy simulation of a coaxial atomization, while predicting with accuracy the experimental data
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Santoso, Mas Simon. "Simulation d'écoulements fluides à partir de données réelles." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0011.
Full textAbstract:
Les nuages de points sont des objets mathématiques permettant de décrire de manière discrète des fonctions à plusieurs variables. Ils sont principalement utilisés dans le domaine statistique mais on les retrouve également en géométrie afin de représenter des variétés géométriques complexes. Il est aujourd'hui difficile d'intégrer les objets représentés par ces nuages de points dans des calculs éléments finis car l'intégration de ces nuages de points requiert la reconstruction de la variété ainsi que la génération d'un maillage surfacique qu'il faut intégrer dans un maillage volumique. Ces opérations sont souvent basées sur des processus itératifs et sont extrêmement coûteuses en temps car les nuages de points utilisés sont de très grande taille. La méthodologie développée dans cette thèse permet d'immerger des nuages de points dans un domaine maillé sans passer par les étapes de reconstruction de surface et de génération de maillage. On utilise la technique d'immersion de volume adaptée aux nuages de points. Cette technique est couplée avec une méthode d'adaptation de maillage. Cela nous permettra de générer un maillage anisotropique adapté autour des zones d'intérêt. On utilise ensuite la méthode variationnelle multi-échelle afin de simuler des écoulements fluides. Cette technique est une extension de la méthode éléments finis classique permettant de simuler des écoulements à forte convection et à haut nombre de Reynolds. La dernière partie de ce manuscrit présente quelques cas d'application dans le domaine aérodynamique, hydrodynamique et urbains<br>Points clouds are mathematical objects that allows to describe discretely multivariable functions. They are mainly used in the statistical domain but also in geometrical manifolds. It is nowadays a real challenge to immerse the previous manifolds in finite element computation. Indeed, the immersion of those points clouds requires the reconstruction of the surface of the manifold and the generation of a surfacic mesh. As those operations are often based on an iterative process, they are extremely time-consuming as points clouds are usually massive. The method developed in this thesis allows to immerse points clouds in a meshed domain without the surface reconstruction and mesh generations steps. For that purpose, we use the Volume Immersion Method adapted to point clouds. We coupled this method with an adaped mesh generation technique. Then we are able to generate a monolithic anisotropic mesh, adapted around interest zones. We also use the variational multi-scale method to simulate fluid flow. This method is an extension of the classical finite element method and allows to simulate fluid flow. The last part of this thesis introduce some applications cases in the aerodynamic and urbans domains
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Bourasseau, Sébastien. "Contribution à une méthode de raffinement de maillage basée sur le vecteur adjoint pour le calcul de fonctions aérodynamiques." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4138/document.
Full textAbstract:
L’adaptation de maillage est un outil puissant pour l’obtention de simulations aérodynamiques précises à coût limité. Dans le cas particulier des simulations visant au calcul de fonctions aérodynamiques (efforts, moments, rendements...), plusieurs méthodes dites de raffinement ciblé (ou, en anglais, « goal-oriented ») basées sur le vecteur adjoint de la fonction d’intérêt ont été proposées. L’objectif de la thèse est l’extension d’une méthode de ce type basée sur la dérivée totale dJ/dX de la grandeur aérodynamique d’intérêt, J, par rapport aux coordonnées du maillage volumique, X. Les trois méthodes usuelles de calcul de gradient discret – la méthode de différentiation directe, la méthode adjointe-"paramètres" et la méthode adjointe-"maillage" évaluant dJ/dX – ont tout d’abord été étudiées et codées dans le logiciel elsA de l’ONERA pour des maillages non-structurés, pour des écoulements compressibles de fluide parfait et des écoulements laminaires. La seconde étape du travail a consisté à créer un senseur local θ basé sur dJ/dX qui identifie les zones du maillage volumique où la position des nœuds a une forte incidence sur l’évaluation de la fonction J. Ce senseur sert d’indicateur pour l’adaptation de différents maillages, pour différents régimes d’écoulement (subsonique, transsonique, supersonique), pour des configurations d’aérodynamique interne (aube et tuyère) et externe (profil d’aile). La méthode proposée est comparée à une méthode de raffinement ciblée très populaire (Venditti et Darmofal, 2001) et à une méthode de raffinement basée sur les caractéristiques de l’écoulement (ou, en anglais, « feature-based ») ; elle conduit à des résultats très satisfaisants<br>Mesh adaptation is a powerful tool to obtain accurate aerodynamic simulations with limited cost. In the specific case of computation of aerodynamic functions (forces, moments, efficiency ...), goal-oriented methods based on the adjoint vector have been proposed. The aim of the thesis is the extension of a method of this type based on the total derivative dJ/dX of the aerodynamic output of interest, J, with respect to the volume mesh coordinates, X. The three common methods for calculating discrete gradient – the direct differentiation method, the parameter-adjoint method and mesh-adjoint method evaluating dJ/dX – have been studied first and coded in the elsA ONERA software for unstructured grids, for compressible inviscid and laminar flows. The second part of this work was has been to define a local sensor θ based on dJ/dX in order to identify zones where the volume mesh nodes position has a strong impact on the evaluation of the function J. This sensor is the selected indicator for different mesh adaptations for different flow regimes (subsonic, transonic, supersonic) for internal (blade and nozzle) and external (wing profile) aerodynamic configurations. The proposed method is compared to a well-known goal-oriented method (Darmofal and Venditti, 2001) and to a feature-based method ; it leads to very consistent results. very consistent results
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Wise, Elliott Steven. "Mesh adaptation for pseudospectral ultrasound simulations." Thesis, University College London (University of London), 2018. http://discovery.ucl.ac.uk/10061936/.
Full textAbstract:
High-intensity focussed ultrasound (HIFU) is an emerging cancer therapy that holds great promise, as it is minimially invasive, requires no ionising radiation, and can treat small volumes precisely. However, currently therapies are hindered by an inadequate capacity for treatment planning, as the interactions between the sound waves and tissue are complex and difficult to simulate. The Fourier pseudospectral method is one way of efficiently performing these simulations, as it can provide high accuracies with low computational costs. However, it is typically used with uniform computational meshes, wasting resolution in regions of the simulation where only low frequencies are present, and typically under-resolving the acoustic field in the focal region. This thesis addresses this problem in two ways: First, a bandwidth-based measure of the spatial resolution requirements for a model solution is developed and integrated into a moving mesh method. This allows spatially and temporally-varying resolution requirements to be met. Bandwidth-based meshes are shown to perform very well when compared with current mesh adaptation approaches. Second, a technique is presented for discretising arbitrary acoustic source distributions that does not rely on the source's region of support coinciding with the mesh. This not only allows sources to be represented with adaptive meshes, but greatly improves the accuracy of source discretisations for uniform meshes as well. These two contributions are of vital importance in the context of HIFU simulation, and can easily be applied to the many other problems for which the Fourier pseudospectral method is used.
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Perez, Sansalvador Julio. "Parallel unstructured mesh adaptation and applications." Thesis, University of Manchester, 2016. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/parallel-unstructured-mesh-adaptation-and-applications(26248d4d-48a6-4101-a687-004218e39cb4).html.
Full textAbstract:
In this thesis we develop 2D parallel unstructured mesh adaptation methods for the solution of partial differential equations (PDEs) by the finite element method (FEM). Additionally, we develop a novel block preconditioner for the iterative solution of the linear systems arising from the finite element discretisation of the Föppl-von Kàrmàn equations. Two of the problems arising in the numerical solution of PDEs by FEM are the memory constraints that limit the solution of large problems, and the inefficiency of solving the associated linear systems by direct or iterative solvers. We initially focus on mesh adaptation, which is a memory demanding task of the FEM. The size of the problem increases by adding more elements and nodes to the mesh during mesh refinement. In problems involving a large number of elements, the problem size is limited by the memory available on a single processor. In order to be able to work with large problems, we use a domain decomposition approach to distribute the problem over multiple processors. One of the main objectives of this thesis is the development of 2D parallel unstructured mesh adaptation methods for the solution of PDEs by the FEM in a variety of problems; including domains with curved boundaries, holes and internal boundaries. Our newly developed methods are implemented in the software library oomph-lib, an open-source object oriented multi-physics software library implementing the FEM. We validate and demonstrate their utility in a set of increasingly complex problems ranging from scalar PDEs to fully coupled multi-physics problems. Having implemented and validated the infrastructure which facilitates the finite-element-based discretisation of PDEs in a distributed environment, we shift our focus to the second problem concerning this thesis and one of the major challenges in the computational solution of PDEs: the solution of the large linear systems arising from their discretisation. For sufficiently large problems, the solution of their associated linear system by direct solvers becomes impossible or inefficient, typically because of memory and time constraints. We therefore focus on preconditioned Krylov subspace methods whose efficiency depends crucially on the provision of a good preconditioner. These preconditioners are invariably problem dependent. We illustrate their application and development in the solution of two elasticity problems which give rise to relatively large problems. First we consider the solution of a linear elasticity problem and compute the stress distribution near a crack tip where strong local mesh refinement is required. We then consider the deformation of thin plates which are described by the nonlinear Föppl-von Kàrmàn equations. A key contribution of this work is the development of a novel block preconditioner for the iterative solution of these equations, we present the development of the preconditioner and demonstrate its practical performance.
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Ibanez, Daniel Alejandro. "Conformal mesh adaptation on heterogeneous supercomputers." Thesis, Rensselaer Polytechnic Institute, 2017. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10243346.
Full textAbstract:
<p> Mesh adaptation is a technique which dynamically modifies the mesh being used to approximately solve a Partial Differential Equation (PDE) in order to improve aspects of the approximate solution including the computer time and memory used to compute it as well as its level of accuracy. Even with the use of mesh adaptation, computing ever more accurate PDE solutions requires significant computer time and memory, motivating the use of supercomputers, which are constructed as networks of cooperating computational hardware. Trends in the computer hardware industry at large are introducing heterogeneous designs for current leadership-class supercomputers, which is both an opportunity and a challenge for programs aiming to make use of these machines.</p><p> This thesis presents implementations of mesh adaptation which are designed with memory efficient cache-friendly data structures and algorithms which can effectively leverage both distributed memory parallelism and shared memory parallelism (including GPUs). The data structures used in these implementations are widely applicable to other tasks involving meshes, and the programming paradigms introduced are general enough to be of use in most programs targeting leadership-class supercomputers. The implementations presented are being used by several simulation codes in production, and are available as open-source tools so they may continue providing value to the scientific community.</p><p> Several improvements to the design of mesh adaptation programs are presented, including solution transfer methods which preserve mass and momentum, methods for the maintenance of high-quality elements, scalable and deterministic methods for hybrid parallelization of mesh modification operations, and a combination of modification operators which reduce implementation complexity without sacrificing effectiveness.</p>
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Ponce, Anthony. "Raffinement de maillage adapté à la méthode Chimère." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAD024.
Full textAbstract:
L’essentiel du travail effectué consiste en l’intégration au sein du solveur NSMB d’une méthode de raffinement de maillage à partir d’ajout de blocs chimère. Dans un premier temps j’ai du adapter de la structure de données du code existant afin d’ajouter la modularité nécessaire à l’intégration de la méthode. Dans un second temps j’ai implanté la création de blocs de maillages chimères raffinés au cours de l’exécution du calcul. Le raffinement est modulable en fonction de paramètres d’entrées utilisateur. L’ajout de nouveaux blocs de maillages chimère peut être réalisé de manière séquentielle ou parallèle grâce à la parallélisation openMPI. Les maillages raffinés peuvent permettre d’affiner une partie de l’écoulement ou s’adapter à une géométrie plus complexe. Ce travail de développement a ensuite été éprouvé et validé sur différentes configurations planes<br>The main part of this work consists in the integration into the solver NSMB of a mesh refinement method based on the addition of chimera blocks. First, i had to adapt the data structure of the existing code in order to add the necessary modularity to integrate the method. In a second step i implemented the creation of refined chimera mesh blocks during the execution of the calculation. The refinement can be adjusted according to user input parameters. The addition of new chimera mesh blocks can be done sequentially or in parallel thanks to the parallelization openMPI. Refined mesh sizes can be used to refine part of the flow or to adapt to more complex geometry. This development work was then tested and validated on different flat configurations
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Lu, Juan. "Modélisation, simulation et implémentation d'un protocole de communication adaptatif dans un réseau de capteurs sans fil basé sur IEEE 802.15.4 et adapté à la surveillance de personnes à domicile." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00862824.
Full textAbstract:
Le maintien à domicile des personnes fragiles vivant seules est devenu une préoccupation majeure de santé publique dans nos sociétés modernes. Parmi les différents aspects scientifiques traités dans le domaine de la surveillance à domicile, nous nous intéressons à l'étude et à la proposition d'une solution permettant à des capteurs répartis de communiquer entre eux de façon optimale et adaptée aux contraintes spécifiques de l'application. Plus précisément, nous souhaitons construire un réseau sans fil courte portée constitué de plusieurs noeuds capteurs échangeant entre eux des données selon un protocole de communication de niveau MAC (contrôle d'accès au médium) qui optimise à la fois l'énergie, le délai de transmission et la perte d'informations. Pour cela, nous avons finement analysé les avantages et les limites des technologies WPAN (réseau local personnel sans fil) et des protocoles de communication actuellement utilisés en rapport aux exigences de notre application. Nous avons ensuite proposé une méthode d'accès au médium déterministe, adaptative et économe en énergie basée sur la couche physique IEEE 802.15.4 et une topologie maillée. Elle permet de garantir le délai d'acheminement des messages avec un risque de collisions très fortement limité, grâce à une réutilisation spatiale du médium dans un voisinage à deux sauts. Cette proposition a été caractérisée par modélisation et simulation à l'aide du simulateur de réseau OPNET. Nous avons alors implémenté les mécanismes proposés sur des dispositifs matériels et déployé un réseau de capteurs en situation réelle afin de vérifier la pertinence du modèle et évaluer la proposition selon différentes configurations de test.
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Jackson, Charles Wilson V. "Truncation Error Based Mesh Adaptation and its Application to Multi-Mesh CFD." Diss., Virginia Tech, 2019. http://hdl.handle.net/10919/91890.
Full textAbstract:
One of the largest sources of error in a CFD simulation is the discretization error. One of the least computationally expensive ways of reducing the discretization error in a simulation is by performing mesh adaptation. In this work, the mesh adaptation processes are driven by the truncation error, which is the local source of the discretization error. Because this work is focused on methods for structured grids, r-adaptation is used as opposed to h-adaptation.
A new method for performing the r-adaptation based on an optimization process is developed and presented here. This optimization process was applied to simple 1D and 2D Euler problems as a method of testing the approach. The mesh optimization approach is compared to the more common equidistribution approach to determine which produces more accurate results as well as the costs associated with each. It is found that the optimization process is able to reduce the truncation error than equidistribution. However, in the 2D cases optimization does not reduce the discretization error sufficiently to warrant the significant costs of the approach. This indicates that the much cheaper equidistribution process provides a cost-effective manner to reduce the discretization error in the solution. Further, equidistribution is able to achieve the bulk of the potential reductions in discretization error possible through r-adaptation.
This work also develops a new framework for reducing the cost of performing truncation error based r-adaptation. This new framework also addresses some of the issues associated with r-adaptation. In this framework, adaptation is performed on a coarse mesh where it is faster to perform, creating a mapping function for this mesh, and finally evaluating this mapping at a fine enough mesh to meet the error target. The framework is used for 2D Euler and 2D laminar Navier-Stokes problems and shown to be the most cost-effective way to meet a desired error target.
Finally, the multi-mesh CFD method is introduced and applied to a wide variety of problems from quasi-1D nozzle to 2D laminar and turbulent boundary layers. The multi-mesh method allows the system of equations to be solved on a system of meshes. With this method, each equation is solved on a mesh that is adapted specifically for it, meaning that more accurate solutions for each equation can be obtained. This work shows that, for certain problems, the multi-mesh approach is able to achieve more accurate results in less time compared to using a single mesh.<br>Doctor of Philosophy<br>Computational fluid dynamics (CFD) describes a method of numerically solving equations that attempt to model the behavior of a fluid. As computers have become cheaper and more powerful and the software has become more capable, CFD has become an integral part of the engineering process. One of the goals of the field is to be able to bring these higher fidelity simulations into the design loop earlier. Ideally, using CFD earlier in the design process would allow design engineers to create new innovative designs with less programmatic risk. Likewise, it is also becoming necessary to use these CFD tools later in the final design process to replace some physical experiments which can be expensive, unsafe, or infeasible to run. Both of these goals require the CFD codes to meet the accuracy requirements for the results as fast as possible. This work discusses several different methods for improving the accuracy of the simulations as well as ways of obtaining these more accurate results for the cheapest cost. In CFD, the governing equations modeling the flow behavior are solved on a computer. As a result, these continuous differential equations must be approximated as a system of discrete equations, so that they can be solved on a computer. These approximations result in discretization error, the difference between the exact solutions to the discrete and continuous equations, which is typically the largest type of numerical error in a CFD solution. The source of the discretization error is the truncation error, which is composed of the terms left out of the approximations made when discretizing the continuous equations. Thus, if the truncation error can be reduced, the discretization error in the solution should also be reduced. In this work, several different ways of reducing this truncation error through mesh adaptation are discussed, including the use of optimization methods. These mesh optimization methods are compared to a more common way of performing adaptation, namely equidistribution. It is determined that equidistribution is able to reduce the discretization error by a similar amount while being significantly faster than mesh optimization. This work also presents a framework for making the adaptation process faster overall by performing the adaptation on a coarse mesh and then refining the mesh enough to meet the error tolerance for the application. This framework was the cheapest method investigated to meet a given error target. This work also introduces a new technique called multi-mesh CFD, which allows each equation (conservation of mass, momentum, energy, etc.) to be solved on a separate mesh. This allows each equation to be solved on a mesh that is specifically adapted for it, resulting in a more accurate solution. Here, it is shown that, for certain problems, the multi-mesh technique is able to obtain a solution with lower error than only using a single mesh. This work also shows that these more accurate results can be obtained in less time using multiple meshes than on a single mesh.
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Sharbatdar, Mahkame. "Error estimation and mesh adaptation paradigm for unstructured mesh finite volume methods." Thesis, University of British Columbia, 2017. http://hdl.handle.net/2429/60359.
Full textAbstract:
Error quantification for industrial CFD requires a new paradigm in which a robust flow solver with error quantification capabilities reliably produces solutions with known error bounds. Error quantification hinges on the ability to accurately estimate and efficiently exploit the local truncation error. The goal of this thesis is to develop a reliable truncation error estimator for finite-volume schemes and to use this truncation error estimate to improve flow solutions through defect correction, to correct the output functional, and to adapt the mesh. We use a higher-order flux integral based on lower order solution as an estimation of the truncation error which includes the leading term in the truncation error. Our results show that using this original truncation error estimate is dominated by rough modes and fails to provide the desired convergence for the applications of defect correction, output error estimation and mesh adaptation. So, we tried to obtain an estimate of the truncation error based on the continuous interpolated solution to improve their performance. Two different methods for interpolating were proposed: CGM's 3D surfaces and C¹ interpolation of the solution. We compared the effectiveness of these two interpolating schemes for defect correction and using C¹ interpolation of the solution for interpolating is more helpful compared to CGM, so we continued using C¹ interpolation for other purposes. For defect correction, although using the modified truncation error does not improve the order of accuracy, significant quantitative improvements are obtained. Output functional correction is based on the truncation error and the adjoint solution. Both discrete and continuous adjoint solutions can be used for functional correction. Our results for a variety of governing equations suggest that the interpolating scheme can improve the correction process significantly and improve accuracy asymptotically. Different adaptation indicators were considered for mesh adaptation and our results show that the estimate of the truncation error based on the interpolated solution is a more accurate indicator compared to the original truncation error. Adjoint-based mesh adaptation combined with modified truncation error provides even faster convergence of the output functional.<br>Applied Science, Faculty of<br>Mechanical Engineering, Department of<br>Graduate
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Schmid, Quentin. "Modélisation du rayonnement thermique en immersion de volume." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM086/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre des procédés de chauffage et de trempe réalisés lors d’opération de mise en forme des matériaux, le rayonnement thermique joue un rôle prépondérant. Lors de l’élaboration de modèles numériques permettant la simulation de ces procédés, il est donc nécessaire de disposer d’outils performants pour simuler ce phénomène.La simulation numérique de tels procédés soulèvent de nombreuses problématiques, comme la représentation d’un environnement complexe impliquant plusieurs composants (pièces, bruleurs, buses d’injection, parois), la gestion des divers phénomènes physiques couplés (écoulement, transfert thermiques, ébullition, rayonnement). Dans cette perspective, les méthodes dites « d’immersion », permettant un traitement généraliste de ces divers problèmes, rencontrent depuis quelques années un intérêt grandissant dans la communauté scientifique.C’est dans ce contexte que s’inscrit le projet Thost, au sein duquel est réalisée cette thèse. L’objectif est donc de développer des outils pour la modélisation du rayonnement dans le contexte d’immersion de volume propre au logiciel Thost. Deux approches sont développées : l’une consistant en l’adaptation d’une méthode existante au contexte de l’immersion de volume, l’autre explorant l’élaboration d’une formulation pour un modèle particulier de rayonnement. Les outils développés sont ensuite mis à l’épreuve sur des simulations de cas industriels fournis par nos partenaires<br>For heating and quenching operations occurring during material forming processes, thermal radiation is the the predominant physical phenomenon. Hence, when one tries to simulate such processes, it is important to have at disposal powerful tools for the numerical modelling of thermal radiation.The numerical simulation of these processes often rises numerous problems and questions, as the representation of a complex environment, involving several components ( ingots, burners, nozzles, walls), to deal with different coupled physical phenomena ( flow, heat transfer, boiling, thermal radiation). In this regard, some “immersed” numerical methods, allows a generalist treatment of these different problems, have gained popularity and drag interest of the scientific community in the recent years.The Thost project, aiming to produce a software for heat transfer during material forming processes, fits in the framework, and this PhD is part of this project. The goal is therefore to design tools for numerical modelling of thermal radiation within the immersed volume method of the Thost software. Two approaches are presented: one consisting in the adaptation of an existing method to the context of the immersed volume method, another concerning the development of a formulation for a specific model of radiation. These methods are then tested on industrial applications provided by our partners
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Minelli, Andrea. "Optimisation aéro-acoustique de forme d'un aéronef supersonique d'affaire." Thesis, Nice, 2013. http://www.theses.fr/2013NICE4107.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur le développement de méthodes numériques innovantes pour la conception aéro-acoustique optimale de forme des configurations supersoniques. Ce manuscrit présente tout d'abord l'analyse et le développement des approches numériques pour la prévision du bang sonique . Le couplage du calcul CFD tridimensionnel en champ proche prenant en compte la décomposition multipolaire de Fourier et la propagation atmosphérique basée sur un algorithme de tracé de rayons est amélioré par l’intégration d'un processus automatique d' adaptation anisotrope de maillage. La deuxième partie de ce travail se concentre sur l’élaboration et l'application des techniques de conception pour l'optimisation d'une configuration aile-fuselage supersonique. Un module de conception inverse, AIDA , fournit à partir d'une signature acoustique cible au sol à faible bang sonique la géométrie de la configuration correspondante. Pour améliorer a la fois les performances acoustique et aérodynamique, des techniques d'optimisation directes de forme sont utilisées pour résoudre des problèmes d'optimisation mono et multi- disciplinaires et une analyse détaillée est réalisée. Des stratégies innovantes basées sur la coopération et les jeux compétitifs sont enfin appliquées au problème d'optimisation multidisciplinaire offrant une alternative aux algorithmes traditionnels MDO . L’hybridation de ces deux stratégies ouvre la voie a une nouvelle façon d'explorer le front de Pareto de manière efficace. Celle-ci est mise en application sur un cas pratique<br>This work addresses the development of original numerical methods for the aero-acoustic optimal shape design of supersonic configurations. The first axis of the present research is the enhancement of numerical approaches for the prediction of sonic boom. The three dimensional CFD near-field prediction matched using a multipole decomposition approach coupled with atmospheric propagation using on a ray-tracing algorithm is improved by the integration of an automated anisotropic mesh adaptation process. The second part of this work focuses on the formulation and development of design techniques for the optimization of a supersonic wing-body configuration. An inverse design module, AIDA, is able to determine an equivalent configuration provided a target shaped signature at ground level corresponding to a low-boom profile. In order to improve both the aerodynamic and the acoustic performance, direct shape optimization techniques are used to solve single and multi-disciplinary optimization problems and a detailed analysis is carried out. At last, innovative strategies based on cooperation and competitive games are then applied to the multi-disciplinary optimization problem providing an alternative to traditional MDO algorithms. Hybridizing the two strategies opens a new efficient way to explore the Pareto front and this is shown on a practical case
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Nouveau, Léo. "Adaptive residual based schemes for solving the penalized Navier Stokes equations with moving bodies : application to ice shedding trajectories." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0410/document.
Full textAbstract:
La prédiction de mouvement de solide évoluant dans un fluide présente un réel intérêt pour des applications industrielles telle que l’accrétion de glace sur des surfaces aérodynamiques. Dans ce contexte, en considérant des systèmes de dégivrage, la prévision des trajectoire de glace est nécessaire pour éviter des risques de collision/ingestion de glace sur/dans des zones sensibles de l’avion. Ce type d’application soulève de nombreux challenges d’un point de vue numérique, en particulier concernant la génération/l’adaptation de maillage au cours du mouvement du solide dans le domaine. Pour gérer ces difficultés, dans cette étude, les solides sont définis de manière implicite via une fonction level set. Une méthode de type frontière immergée, appelée Pénalization, est utilisée pour imposer les conditions de bords. Pour améliorer la précision de l’interface, les équations sont résolues sur des maillages non structurés adaptatifs. Cela permet d’obtenir un raffinement proche des bords du solide et ainsi d’améliorer sa définition, permettant un meilleure impositions des conditions de bord. Pour économiser du temps de calcul, et éviter de coûteuses étapes de remaillage/interpolation, la stratégie adoptée pour les simulations instationnaires est d’utiliser une adaptation de maillage à connectivité constante, aussi appelée r-adaptation<br>The prediction of solid motion evolving in a fluid presents a real interest for engineering application such as ice accretion on aerodynamics bodies.In this context, considering de-icing systems, the ice shedding trajectory is needed to prevent the risk of collision/ingestion of the ice in/with some sensitive part of the aircraft. This application raises many challenges from a numerical point of view, especially concerning mesh generation/adaptation as the solid moves in the computational domain. To handle this issue, in this work the solids are known implicitly on the mesh via a level set function. An immersed boundary method, called penalization, is employed to impose the wall boundary conditions. To improve the resolution of these boundaries, the equations are solved on adaptive unstructured grids. This allows to have are finement close to the solid boundary and thus increases the solid definition,leading to a more accurate imposition of the wall conditions. To save computational time, and avoid costly remeshing/interpolation steps, the strategy chosen for unsteady simulations is to use a constant connectivity mesh adaptation,also known as r-adaptation
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Sharbatdar, Mahkame. "Anisotropic mesh adaptation : recovering quasi-structured meshes." Thesis, University of British Columbia, 2012. http://hdl.handle.net/2429/43568.
Full textAbstract:
An adaptive method for producing anisotropic quasi-structured meshes is presented in this thesis. Current anisotropic adaptation schemes produce meshes without any regular structure which can hurt accuracy and efficiency of the solution. By modifying the anisotropic adaptation schemes, producing aligned, quasi-structured meshes is possible which means that the accuracy and efficiency of the flow solution are improved. By using quasi-structured meshes, we can get the advantages of flexibility of unstructured meshes for complex geometries and accuracy of the high directional qualities of the structured meshes at the same time. The construction of the quasi-structured meshes from initial isotropic unstructured meshes is accomplished by assigning metrics to vertices based on the error estimation methods. The metrics are used to communicate the desired anisotropy to the meshing program. After assigning a metric to each vertex, the mesh is refined anisotropically using four mesh quality improvements operations to produce high quality anisotropic quasi-structured meshes: swapping to choose the diagonal of the quadrilateral formed by two neighboring triangles which results the maximum quality, inserting vertices for large triangles, vertex removal to eliminate small edges and vertex movements to optimize the location of the vertices so that quasi-structured meshes are created. The idea in the optimization process is to smooth a vertex location by seeking so that the final mesh contains target elements dictated by the metrics assigned in the three vertices of that triangle. The final, high quality mesh is produced by using these operations iteratively based on the metrics assigned to each vertex in an adaptive, solution-based process.
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Harris, Matthew. "Flow feature aligned mesh generation and adaptation." Thesis, University of Sheffield, 2013. http://etheses.whiterose.ac.uk/4192/.
Full textAbstract:
Methods which allow for construction of flow feature aligned meshes in two- and three-dimensions have been developed in this thesis to investigate their potential for improvements in the numerical solution relative to globally refining the mesh. Of particular interest in the work is the generation of high-quality quadrilateral and hexahedral elements aligned with the dominant flow features. The two-dimensional techniques are applied on unstructured quad-dominant meshes, whilst the three-dimensional problems involve embedding high-quality hex-dominant mesh blocks into a hybrid volume mesh to improve their ability to capture anisotropic flow features such as shock waves, trailing shear layers/wakes and wing tip vortices. A method involving the medial axis has been studied to provide a geometric representation of two-dimensional flow features to allow feature-aligned meshes to be generated. Due to the flexibility of the approach, a range of complex features can be represented as simple geometric entities. These curves are embedded into the domain as virtual geometries to force alignment of unstructured quad-dominant surface mesh elements. The mesh locally mimics the attributes of a structured grid and provides high quality numerical solutions due to the alignment of the cell interfaces with the flow features. To improve the capability of hybrid meshes to resolve anisotropic flow physics, a method involving the extrusion of quad-dominant surface meshes has been developed. Surface meshes are extruded in the direction of extracted flow features, yielding feature-aligned semi-structured hex-dominant mesh blocks which can be embedded into the hybrid volume mesh. The presence of feature-aligned hexahedra has been shown to greatly enhance the resolution of anisotropic flow features compared with both isotropic and anisotropic tetrahedral elements, due to a significant reduction in numerical diffusion. Furthermore, improvements in the numerical solution have been also been obtained in a more efficient manner than isotropically refining the hybrid mesh. The results indicate that the type, orientation and size of the elements are significant contributing factors in the resolution of the dominant flow features.
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Schmidmayer, Kevin. "Simulation de l'atomisation d'une goutte par un écoulement à grande vitesse." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0339/document.
Full textAbstract:
Depuis le début du millénaire, la simulation numérique directe est apparue comme un outil précieux capable d'étudier l’atomisation d’une goutte isolée par un écoulement à grande vitesse. L’atomisation peut être divisée en deux phases distinctes : l'éclatement se produit d'abord sous la forme d'aplatissement de la goutte, formant également des filaments, puis il se poursuit via l'obtention d'une multitude de gouttes de tailles réduites ce qui complète le processus d’atomisation. Les principaux objectifs pour le présent travail étaient donc d’établir un modèle et une méthode numérique capables d’étudier au mieux ces phénomènes. L'atomisation d’une goutte isolée est présentée et est accompagnée d’une comparaison avec l’expérience qui confirme les capacités du modèle et de la méthode à simuler numériquement les différents processus physiques mis en jeu. Des informations essentielles quant aux mécanismes d’atomisation, non exploitables avec l’expérience, sont décrites et l’objectif d’obtenir des gouttes de tailles réduites est atteint<br>Only at the beginning of the millennium, direct numerical simulation has emerged as a valuable tool capable of studying the atomization of an isolated droplet by a high-speed flow. The atomization can be divided into two distinct phases: the aerobreakup occurs first in the form of flattening of the droplet, also forming filaments, and then it continues via the obtaining of a multitude of reduced sizes droplets what completes the process of atomization. The main objectives of this work were therefore to establish a model and a numerical method able to study these phenomena as well as possible. The atomization of an isolated droplet is presented and is accompanied by a comparison with the experiment which confirms the capacities of the model and the method to numerically simulate the different physical processes involved. Essential information on atomization mechanisms, which cannot be exploited with experiments, is described and the objective of obtaining droplets of reduced sizes is achieved
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Durrenberger, Daniel. "NSIBM : un solveur parallèle de Navier-Stokes avec raffinement automatique basé sur la méthode des frontières immergées." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAD049/document.
Full textAbstract:
Cette thèse, intitulée NSIBM : un solveur parallèle de Navier-Stokes avec raffinement automatique basé sur la méthode des frontières immergées, a été effectuée au sein du laboratoire iCube, département de mécanique, à Strasbourg, dans le quartier de l'Orangerie, sous la direction du professeur Yannick Hoarau. L'essentiel du travail effectué consiste en le développement d'un programme capable de résoudre numériquement l'équation de Navier-Stokes qui régit des fluides en mouvement. Une attention particulière a été portée à la production de maillages conformes aux géométries proposées et à leur génération. Les moyens mis en œuvre ici pour gérer l'éternel problème de la finesse du maillage opposée au trop grand nombre de cellules sont multiples : le raffinement, la parallélisation et les frontières immergées. Dans un premier temps, j'ai conçu un générateur de maillage en deux et trois dimensions en y intégrant la possibilité de diviser des cellules, et cela de manière automatique, par des critères géométriques, numériques ou physiques. Il permet également de supprimer des cellules, de manière à ne pas mailler le vide ou les parties solides de la géométrie.Dans un deuxième temps, j'ai rendu ce code parallèle en lui donnant la capacité d'utiliser plusieurs processeurs, afin de calculer plus vite et donc d'utiliser davantage de mailles. Cette étape fait appel à deux technologies : Metis, qui partage équitablement les mailles sur le nombre choisi de processeurs et OpenMPI, qui est l'interface de communication entre ces processeurs. Enfin, la méthode des frontières immergées a été introduite au code pour gérer les bords non verticaux ou horizontaux dans un maillage cartésien, c'est-à-dire formé de rectangles ou de pavés droits. Elle consiste à donner un caractère hybride à une cellule traversée par une frontière par l'introduction d'un terme numérique de forçage simulant la présence de la paroi.Ce travail de développement a ensuite été mis à l'épreuve et validé dans une série de cas tests en deux comme en trois dimensions. Des exemples de maillages complexes générés facilement sont donnés<br>This thesis, entitled NSIBM: a parallel Navier-Stokes solver with automatic mesh refinement based on immersed boundary method, has been conducted within the iCube laboratory dedicated to mechanics and located in Strasbourg. It has been supervised by Professor Yannick Hoarau. This work mainly deals with coding a program able to solve the Navier-Stokes equations that governs moving fluids, in a numerical way. Particular attention was paid to the production of meshes that suit given geometries and their generation.The means used here to handle the eternal problem of the fineness of the mesh opposed to too many cells are several~:refinement, parallelization and the immersed boundary method.Initially, I designed a two and three-dimensional mesh generator that includes the possibility of dividing cells,in an automatic way, by geometrical, numerical or physical criteria. It also allows to remove cells, where there is no point keeping it. Secondly, I parallelized the program by giving him the ability to use multiple processors to calculate faster and therefore use bigger meshes.This step uses two available libraries~: \textit{Metis}, which gives a optimal mesh partition, and \textit{openMPI}, which deals with communication between nodes. Finally, the immersed boundary method has been implemented to handle non-vertical or non-horizontal edges in a cartesian grid. Its principle is to confer a hybrid status to a cell which is crossed by an edge by adding a numerical force term simulating the presence of the boundary. This development work was then tested and validated in a serie of test cases in two and three dimensions. Examples of complex meshes easily generated are given
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Suerich-Gulick, Irmgard Frances. "3-D automatic mesh adaptation for turbulent flows." Thesis, McGill University, 2005. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=82639.
Full textAbstract:
Computational fluid dynamics is increasingly used as an analysis and simulation tool in research and industry. Mesh generation remains a major challenge, in particular for turbulent flow simulations, as it can be very difficult and time-consuming to produce a good mesh that will produce accurate results. Mesh adaptation schemes have been developed to help improve the solutions obtained and facilitate the mesh generation process.<br>This work expands the Y+ correction scheme within an existing 3-D anisotropic mesh adaptation module for turbulent flow simulations developed at the McGill CFD Lab. First, the Y+ correction scheme is improved for structured layers of elements when the turbulence model uses wall functions. Second, Y+ correction is expanded to handle unstructured meshes that are more appropriate for complex geometries. Test cases are performed to evaluate the impact of the new Y+ correction on the accuracy of the flow solutions.
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Bouvattier, Marc-Antoine. "Unstructured mesh adaptation for turbo-machinery RANS computation." Thesis, KTH, Flygdynamik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-211161.
Full textAbstract:
This paper gives an overview of the mathematical and practical tools that can be used in turbo-machinery RANS simulation to realize unstructured mesh adaptation. It first presents the concept of metric and recalls that the hessian of the physical flow properties can become, thanks to small modifications, both a metric and a upper bound of the P1 projection error. The resulting metric is then studied on a simple 2D case. In a second part, the industrial application of this concept is addressed and the tools used to overcome the turbo-machinery specificities are explained. Finally, some 2D and 3D results are presented.
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Anderson, Bret Dallas. "Automated all-quadrilateral mesh adaptation through refinement and coarsening /." Diss., CLICK HERE for online access, 2009. http://contentdm.lib.byu.edu/ETD/image/etd2948.pdf.
Full text
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Anderson, Bret D. "Automated All-Quadrilateral Mesh Adaptation through Refinement and Coarsening." BYU ScholarsArchive, 2009. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/1735.
Full textAbstract:
This thesis presents a new approach to conformal all-quadrilateral mesh adaptation. In finite element modeling applications, it is often desirable to modify the node density of the mesh; increasing the density in some parts of the mesh to provide more accurate results, while decreasing the density in other parts to reduce computation time. The desired node density is typically determined by a sizing function based on either the geometry of the model or the results of a finite element solution. Although there are numerous mesh adaptation methods currently in use, including initial adaptive mesh generation, node redistribution, and adaptive mesh refinement, there are relatively few methods that modify the mesh density by adding and removing mesh elements, and none of these guarantee a conformal, all-quadrilateral mesh while allowing general coarsening. This work introduces a new method that incorporates both conformal refinement and coarsening strategies on an existing mesh of any density or configuration. Given a sizing function, this method modifies the mesh by combining existing template based quadrilateral refinement methods with recent developments in localized quadrilateral coarsening and quality improvement into an automated mesh adaptation routine.
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Krakos, Joshua Ambre. "Unsteady adjoint analysis for output sensitivity and mesh adaptation." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1721.1/77133.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Aeronautics and Astronautics, 2012.<br>Cataloged from department-submitted PDF version of thesis. This electronic version was submitted and approved by the author's academic department as part of an electronic thesis pilot project. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.<br>Includes bibliographical references (p. 123-135).<br>Adjoint analysis in computational fluid dynamics (CFD) has been applied to design optimization and mesh adaptation, but due to the relative expense of unsteady analysis these applications have predominantly been for steady problems. As the use of adjoint methods continues to becomes more prevalent, more problems are encountered for which steady analysis may not be appropriate. This thesis examines three aspects of unsteady adjoint analysis. First, this work investigates problems exhibiting small-scale output unsteadiness when solved with time-inaccurate iterative solvers. It is demonstrated that unconverged steady flow calculations, even with small output unsteadiness, can lead to significant variability in the estimated output sensitivity due to the arbitrary choice of unconverged state upon which the linearization is performed. Further, time-inaccurate "unsteady" iterative solutions depend on the iterative method used and may exhibit different output and output sensitivity compared to the steady flow or time-accurate unsteady flow. With the motivation for unsteady simulation established, output and output parameter sensitivities of periodic unsteady problems are sought using finite-time averaging. Periodic outputs computed over a finite time span are found to converge slowly and output sensitivities may be nonconvergent when the period of oscillation is a function of the parameter of interest. A theoretical basis for this lack of convergence is identified and output windowing is proposed to alleviate its effect. Output windowing is shown to enable the accurate computation of periodic output sensitivities and to decrease simulation time to compute periodic outputs and sensitivities. Finally, a spatial mesh adaptation approach is developed for unsteady wake problems and other problems with smooth and persistent regions of unsteadiness. For this class of problems, a higher-order discretization coupled with a single spatial mesh approach is appropriate to capture both steady and unsteady regions. The method proposed herein extends the anisotropic, output-based Mesh Optimization via Error Sampling and Synthesis (MOESS) algorithm of Yano and Darmofal to optimize the spatial mesh driven by an unsteady flow field.<br>by Joshua Ambre Krakos.<br>Ph.D.
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Caplan, Philip Claude Delhaye. "Four-dimensional anisotropic mesh adaptation for spacetime numerical simulations." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2019. https://hdl.handle.net/1721.1/122367.
Full textAbstract:
This electronic version was submitted by the student author. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.<br>Thesis: Ph. D., Massachusetts Institute of Technology, Department of Aeronautics and Astronautics, 2019<br>Cataloged from student-submitted PDF version of thesis.<br>Includes bibliographical references (pages [135]-142).<br>Engineers and scientists are increasingly relying on high-fidelity numerical simulations. Within these simulations, mesh adaptation is useful for obtaining accurate predictions of an output of interest subject to a computational cost constraint. In the quest for accurately predicting outputs in problems with time-dependent solution features, a fully unstructured coupled spacetime approach has been shown to be useful in reducing the cost of the overall simulation. However, for the simulation of unsteady three-dimensional partial differential equations (PDEs), a four-dimensional mesh adaptation tool is needed. This work develops the first anisotropic metric-conforming four-dimensional mesh adaptation tool for performing adaptive numerical simulations of unsteady PDEs in three dimensions. The theory and implementation details behind our algorithm are first developed alongside an algorithm for constructing four-dimensional geometry representations.<br>We then demonstrate our algorithm on three-dimensional benchmark cases and it appears to outperform existing implementations, both in metric-conformity and expected tetrahedra counts. We study the utility of the mesh adaptation components to justify the design of our algorithm. We then develop four-dimensional benchmark cases and demonstrate that metric-conformity and expected pentatope counts are also achieved. This is the first time anisotropic four-dimensional meshes have been presented in the literature. Next, the entire mesh adaptation framework, Mesh Optimization via Error Sampling and Synthesis (MOESS), is extended to the context of finding the optimal mesh to represent a function of four variables. The mesh size and aspect ratio distributions of the optimized meshes match the analytic ones, thus verifying our framework.<br>Finally, we apply MOESS in conjunction with the mesh adaptation tool to perform the first four-dimensional anisotropic mesh adaptation for the solution of the advection-diffusion equation. The optimized meshes effectively refine the solution features corresponding to both a boundary layer solution as well as an expanding spherical wave.<br>by Philip Claude Caplan.<br>Ph. D.<br>Ph.D. Massachusetts Institute of Technology, Department of Aeronautics and Astronautics
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Menier, Victorien. "Numerical methods and mesh adaptation for reliable rans simulations." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066481/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la prédiction haute-fidélité de phénomènes visqueux turbulents modélisés par les équations Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS). Si l’adaptation de maillage a été appliquée avec succès aux simulations non-visqueuses comme la prédiction du bang sonique ou la propagation d’explosion, prouver que ces méthodes s’étendent et s’appliquent également aux simulations RANS avec le même succès reste un problème ouvert. Dans ce contexte, cette thèse traite des problématiques relatives aux méthodes numériques (solveur de mécanique des fluides) et aux stratégies d’adaptation de maillage. Pour les méthodes numériques, nous avons implémenté un modèle de turbulence dans notre solveur et nous avons conduit une étude de vérification et validation en deux et trois dimensions avec comparaisons à l’expérience. Des bons résultats ont été obtenus sur un ensemble de cas tests, notamment sur le calcul de la traînée pour des géométries complexes. Nous avons également amélioré la robustesse et la rapidité de convergence du solveur, grâce à une intégration en temps implicite, et grâce à une procédure d’accélération multigrille. En ce qui concerne les stratégies d’adaptation de maillage, nous avons couplé les méthodes multigrilles à la boucle d’adaptation dans le but de bénéficier des propriétés de convergence du multigrille, et ainsi, améliorer la robustesse du processus et le temps CPU des simulations. Nous avons également développé un algorithme de génération de maillage en parallèle. Celui-ci permet de générer des maillages anisotropes adaptés d’un milliard d’éléments en moins de 20 minutes sur 120 coeurs de calcul. Enfin, nous avons proposé une procédure pour générer automatiquement des maillages anisotropes adaptés quasi-structurés pour les couches limites<br>This thesis deals with the high-fidelity prediction of viscous turbulent flows modelized by the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations. If mesh adaptation has been successfully applied to inviscid simulations like the sonic boom prediction or the blast propagation, demonstrating that these methods are also well-suited for 3D RANS simulations remains a challenge. This thesis addresses research issues that arise in this context, which are related to both numerical methods (flow solver) and mesh adaptation strategies. For the numerical methods, we have implemented a turbulence model in our in-house flow solver and carried out its verification & validation study. Accurate results were obtained for a representative set of test cases, including the drag prediction workshop. Additional developments have been done to improve the robustness and the convergence speed of the flow solver. They include the implementation of an implicit time integration and of a multigrid acceleration procedure. As regards mesh adaptation, we have coupled the adaptive process to multigrid in order to benefit from its convergence properties and thus improve the robustness while preventing losses of computational effort. We also have devised a parallel mesh generation algorithm. We are able to generate anisotropic adapted meshes containing around one billion elements in less than 20min on 120 cores. Finally, we introduced a procedure to automatically generate anisotropic adapted quasi-structured meshes in boundary layer regions
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Wang, Yaqi. "hp-mesh adaptation for 1-D multigroup neutron diffusion problems." Texas A&M University, 2006. http://hdl.handle.net/1969.1/4707.
Full textAbstract:
In this work, we propose, implement and test two fully automated mesh adaptation methods
for 1-D multigroup eigenproblems. The first method is the standard hp-adaptive refinement
strategy and the second technique is a goal-oriented hp-adaptive refinement strategy. The
hp-strategies deliver optimal guaranteed solutions obtained with exponential convergence rates
with respect to the number of unknowns. The goal-oriented method combines the standard
hp-adaptation technique with a goal-oriented adaptivity based on the simultaneous solution of an
adjoint problem in order to compute quantities of interest, such as reaction rates in a sub-domain
or point-wise fluxes or currents. These algorithms are tested for various multigroup 1-D
diffusion problems and the numerical results confirm the optimal, exponential convergence rates
predicted theoretically.
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Najafiyazdi, Mostafa. "Anisotropic mesh adaptation for transient problems and functional-output variables." Thesis, McGill University, 2011. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=104799.
Full textAbstract:
Mesh adaptation is modification of an existing mesh as to accurately capture physical phenomena without increasing computational cost excessively. Among many challenges remained in this field, "unsteady mesh adaptation" and "functional-output mesh adaptation" are the two topics addressed in this work. "Transient-Fixed-point" method is a new approach for unsteady mesh adaptation as an implicit coupling between the mesh and the solution. What differentiates transient-fixed-point from steady adaptation methods is the metric intersection through time. In this work a new scheme for transient metric intersection is proposed for orthogonal data preserving. Another challenge in mesh adaptation is to control mesh modifications according to an integral function, known as functional-output, (e.g. lift, drag, moments, etc.) rather than the directly computed variables (e.g. velocity, pressure, Mach, etc.). Such control comes from a suitable edge-based error evaluation to be defined according to the chosen functional. One such definition is proposed in this work that drives surface mesh adaptation based on the chosen functional-output function.<br>L'adaptation de maillage est la modification d'un maillage existant afin de saisir avec précision les phénomènes physiques sans augmentation excessive du coût de calcul. Parmi les nombreux défis qui demeurent dans ce domaine, l'adaptation de maillage de manière instable et l'adaptation de maillage selon un « functional-output » sont les deux thèmes abordés dans ce travail. La méthode « Transient-Fixed-point » est une nouvelle approche pour l'adaptation de maillage de manière instable. Cette méthode consiste à formée un lien entre le maillage et la solution. Ce qui différencie la méthode « Transient-Fixed-point » de méthodes d'adaptation constante est l'intersection des métriques à travers le temps. Dans cet ouvrage, un nouveau régime pour l'intersection de métriques transitoire est proposé afin de préserver l'orthogonalité des données.Un autre défi de l'adaptation de maillage est de contrôler les modifications apporté à la maille selon une fonction intégrale, connu sous le nom de « functional-output » (par exemple, la portance, la trainée, des moments, etc.) plutôt que de calculées directement les variables (par exemple vitesse, pression, Mach, etc.). Un tel contrôle provient d'une d'évaluation approprié de l'erreur des lisières à être définies en fonction des choix de « functional ». Une telle définition est proposée dans ce travail qui entraine l'adaptation de maillage de surface en fonction du« functional-output » choisi.