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Dissertations / Theses on the topic 'Methode singularite'
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1
Cherif, Mohamed Raouf. "Theories et procedures numeriques visant a ameliorer l'efficacite du calcul par elements finis." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066627.
Full textAbstract:
Le travail que nous presentons consiste a evaluer des theories et des procedures numeriques afin d'ameliorer le calcul par elements finis des problemes poses par les singularites geometriques (problemes numeriques de precision et de convergence). Dans la premiere partie, on a etudie les possibilites d'une modelisation plus fine (par rapport aux modelisations classiques) construite sur une formulation de second ordre permettant de pallier les problemes signales ci-dessus. Dans la deuxieme partie, on s'est interesse a developper des elements de raccordements differents en forme et en raffinement bases sur l'emploi d'une methode de transformation des matrices de rigidite. Dans la troisieme partie, on a teste une procedure de modification de la matrice de rigidite globale assemblee pour traiter les problemes de diversite de profils sur une meme structure standart. Dans la quatrieme partie, nous avons effectue des analyses theorique et numerique confrontees avec une analyse experimentale d'un modele industriel pratique d'une filiere a divers profils de filage en flexion
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Bonnardel, Xavier-Henri. "Etude théorique et expérimentale d'interactions aérodynamiques : application à l'effet de sol et à l'interaction rotor arrière-dérivé d'un hélicoptère." Aix-Marseille 2, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX22059.
Full text
3
Delhommeau, Gérard. "Les problemes de diffraction-radiation et de resistance de vagues : etude theorique et resolution numerique par la methode des singularites." Nantes, 1987. http://www.theses.fr/1987NANT2032.
Full textAbstract:
Etude du comportement des structures multiples sollicitees par la houle en profondeur illimitee ou en presence d'un fond horizontal. On expose une theorie permettant de resoudre les problemes hydrodynamiques du premier ordre a l'aide de la methode des singularites de kelvin. Etude du probleme de la resistance de vagues. On pose le probleme de neumann kelvin. Etude des difficultes apparaissant lorsque les corps coupent la surface libre
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Peres, Noele. "A 3D pseudospectral method for cylindrical coordinates. Application to the simulations of rotating cavity flows." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4309/document.
Full textAbstract:
La simulation d'écoulements dans des cavités cylindriques en rotation présente une difficulté particulière en raison de l'apparition de singularités sur l'axe. Le présent travail propose une méthode collocative pseudospectrale suffisamment efficace et précise pour surmonter cette difficulté et résoudre les équations 3D de Navier-Stokes écrites en coordonnées cylindriques. Cette méthode a été développée dans le cadre des différentes études menées au laboratoire M2P2, utilisant une méthode collocative de type Chebychev dans les directions radiale et axiale et Fourier-Galerkin dans la direction azimutale [thêta]. Pour éviter de prescrire des conditions sur l'axe, une nouvelle approche a été développée. Le domaine de calcul est défini par (r,[thêta],z)∈[-1,1]×[0,2π]×[-1,1] avec un nombre N pair de points de collocation dans la direction radiale. Ainsi, r=0 n'est pas un point de collocation. La distribution de points de type Gauss-Lobatto selon r et z densifie le maillage seulement près des parois ce qui rend l'algorithme bien adapté pour simuler les écoulements dans des cavités cylindriques en rotation. Dans la direction azimutale, le chevauchement des points dû à la discrétisation est évitée par l'introduction d'un décalage égal à π/2K à [thêta]>π dans la transformée de Fourier. La méthode conserve la convergence spectrale. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux et numériques de la littérature montrent un très bon accord pour des écoulements induits par la rotation d'un disque dans des cavités cylindriques ferméesWhen simulating flows in cylindrical rotating cavities, a difficulty arises from the singularities appearing on the axis. In the same time, the flow field itself does not have any singularity on the axis and this singularity is only apparent. The present work proposes an efficient and accurate collocation pseudospectral method for solving the 3D Navier-Stokes equations using cylindrical coordinates. This method has been developed in the framework of different studies of rotor-stator flows, using Chebyshev collocation in the radial and axial directions and Fourier-Galerkin approximation in the azimuthal periodic direction [thêta]. To avoid the difficulty on the axis without prescribing any pole and parity conditions usually required, a new approach has been developed. The calculation domain is defined as (r,[thêta];,z)∈[-1,1]×[0,2π]×[-1,1] using an even number N of collocation points in the radial direction. Thus, r=0 is not a collocation point. The method keeps the spectral convergence. The grid-point distribution densifies the mesh only near the boundaries that makes the algorithm well-suited to simulate rotating cavity flows where thin layers develop along the walls. In the azimuthal direction, the overlap in the discretization is avoided by introducing a shift equal to π/2K for [thêta]>π in the Fourier transform. Comparisons with reliable experimental and numerical results of the literature show good quantitative agreements for flows driven by rotating discs in cylindrical cavities. Associated to a Spectral Vanishing Viscosity, the method provides very promising LES results of turbulent cavity flows with or without heat transfer
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Joshi, Gaurav Gaurang. "Ultra-Wideband Channel Modeling using Singularity Expansion Method." Diss., Virginia Tech, 2006. http://hdl.handle.net/10919/27210.
Full textAbstract:
Ultra-wideband (UWB) communications is expected to revolutionize high data-rate, short-distance wireless communications, providing data-rates in excess of 100 Mbps. However, the wireless channel distorts the transmitted signal by dispersing the signal energy over time. This degrades the output signal-to-noise ratio (SNR) of a correlation based matched-filter receiver, limiting the achievable data-rate and user capacity. Most wideband channel models do not account for all the identified dispersion mechanisms namely the frequency dispersion, the resonant dispersion and the multipath dispersion.
The objective of this research is to model resonant dispersion based on the Singularity
Expansion Method (SEM) and provide guidelines for UWB receiver design to meet the data capacity. The original contribution of this research is a novel pole dispersion channel model that includes resonant dispersion characterization. An empirical investigation supports our claim that a correlation type matched-filter receiver using a template signal based on the pole dispersion channel model overcomes distortion related losses. Various physical mechanisms responsible for dispersion in UWB communication systems are described in detail. The applicability of the proposed dispersive channel model is evaluated using the optimal matched filter (OMF) receiver.
The SEM approach, which was originally proposed for target identification using short pulse radars, offers limited benefits of due to its susceptibility to noise. A combined fuzzy-statistical approach is proposed to improve the robustness of resonant dispersion channel modeling in presence of noise. A natural extension of this doctoral research is to improve buried landmine detection as well as breast tumor detection by applying statistical and fuzzy analysis to the backscatter response. Moreover, radar target identification using UWB short pulses stands to gain tremendously from this research.Ph. D.
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Kang, Mihyun. "Random planar structures and random graph processes." Doctoral thesis, [S.l.] : [s.n.], 2007. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=985516585.
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7
Alkhateeb, Osama. "Singularity-Free Boundary Methods for Electrostatics and Wave Scattering." University of Akron / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1334816052.
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8
Curtis, Mark Peter. "Aspects of low Reynolds number microswimming using singularity methods." Thesis, University of Oxford, 2013. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:13dcb39b-f5b7-4d46-92d4-21a9afbecd08.
Full textAbstract:
Three different models, relating to the study of microswimmers immersed in a low Reynolds number fluid, are presented. The underlying, mathematical concepts employed in each are developed using singularity methods of Stokes flow. The first topic concerns the motility of an artificial, three-sphere microswimmer with prescribed, non-reciprocal, internal forces. The swimmer progresses through a low Reynolds number, nonlinear, viscoelastic medium. The model developed illustrates that the presence of the viscoelastic rheology, when compared to a Newtonian environment, increases both the net displacement and swimming efficiency of the microswimmer. The second area concerns biological microswimming, modelling a sperm cell with a hyperactive waveform (vigorous, asymmetric beating), bound to the epithelial walls of the female, reproductive tract. Using resistive-force theory, the model concludes that, for certain regions in parameter space, hyperactivated sperm cells can induce mechanical forces that pull the cell away from the wall binding. This appears to occur via the regulation of the beat amplitude, wavenumber and beat asymmetry. The next topic presents a novel generalisation of slender-body theory that is capable of calculating the approximate flow field around a long, thin, slender body with circular cross sections that vary arbitrarily in radius along a curvilinear centre-line. New, permissible, slender-body shapes include a tapered flagellum and those with ribbed, wave-like structures. Finally, the detailed analytics of the generalised, slender-body theory are exploited to develop a numerical implementation capable of simulating a wider range of slender-body geometries compared to previous studies in the field.
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Sandin, Patrik. "Cosmological Models and Singularities in General Relativity." Doctoral thesis, Karlstads universitet, Avdelningen för fysik och elektroteknik, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kau:diva-8206.
Full textAbstract:
This is a thesis on general relativity. It analyzes dynamical properties of Einstein's field equations in cosmology and in the vicinity of spacetime singularities in a number of different situations. Different techniques are used depending on the particular problem under study; dynamical systems methods are applied to cosmological models with spatial homogeneity; Hamiltonian methods are used in connection with dynamical systems to find global monotone quantities determining the asymptotic states; Fuchsian methods are used to quantify the structure of singularities in spacetimes without symmetries. All these separate methods of analysis provide insights about different facets of the structure of the equations, while at the same time they show the relationships between those facets when the different methods are used to analyze overlapping areas. The thesis consists of two parts. Part I reviews the areas of mathematics and cosmology necessary to understand the material in part II, which consists of five papers. The first two of those papers uses dynamical systems methods to analyze the simplest possible homogeneous model with two tilted perfect fluids with a linear equation of state. The third paper investigates the past asymptotic dynamics of barotropic multi-fluid models that approach a `silent and local' space-like singularity to the past. The fourth paper uses Hamiltonian methods to derive new monotone functions for the tilted Bianchi type II model that can be used to completely characterize the future asymptotic states globally. The last paper proves that there exists a full set of solutions to Einstein's field equations coupled to an ultra-stiff perfect fluid that has an initial singularity that is very much like the singularity in Friedman models in a precisely defined way.Status of the paper "Perfect Fluids and Generic Spacelike Singularities" has changed from manuscript to published since the thesis defense.
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Roussafi, Abdellah. "Modélisation compacte du rayonnement d'antennes ULB en champ proche/champ lointain : mise en application en présence d'interface." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4137/document.
Full textAbstract:
Les performances des antennes Ultra Large Bande (ULB) les rendent appropriées pour de nombreuses applications. En radar à pénétration de surface (SPR), application visée de cette thèse, une telle bande passante offre un excellent compromis entre capacité de pénétration et résolution spatiale en imagerie micro-ondes. De plus, il a été démontré que la prise en compte du champ rayonné par l'antenne en présence de la surface améliore considérablement la qualité des images obtenues. Cette thèse aborde la problématique de la quantité de données représentant les antennes ULB. En effet, les descripteurs classiques d'antenne ne suffisent pas à caractériser l’évolution en fréquence de leurs performances. Le développement en harmoniques ou vecteurs sphériques est utilisé pour modéliser le diagramme de rayonnement d’antennes tout en réduisant le volume de données. D'autre part, les méthodes d'expansion en singularités modélisent la réponse en fréquence (ou impulsionnelle) de l'antenne par un ensemble de pôles de résonance. Le but de ce travail de thèse est d'établir un modèle compact qui représente avec précision le rayonnement d'antenne, et permette la connaissance du champ à différentes distances. A cette fin, plusieurs combinaisons des méthodes de caractérisation ont été étudiées. L'approche proposée est validée par la modélisation du diagramme de rayonnement simulé et mesuré d'une antenne Vivaldi (ETSA). Le modèle établi fournit le champ rayonné à différentes distances de l'antenne avec une erreur inférieure à 3% avec un taux de compression de 99%. La dernière partie de cette thèse présente une application de l'approche proposée au rayonnement d’antennes en présence d’interfacesUWB antennas bandwidth makes them highly suitable for a number of applications. In surface penetrating radar (SPR) applications, which is the focus of our research, such a bandwidth range allows good signal penetration ability and fine space resolution for microwave imaging. In addition, it has been shown that the knowledge of the radiated field by the antenna enhances drastically the quality of the resulting images. The work reported in this thesis deals with the problematic of the huge amount of data representing UWB antennas. Indeed, due to the frequency dependence, the classical antenna parameters are not sufficient to characterize this type of antenna. The scalar or vector spherical wave expansion is widely used to expand the radiation pattern of a radiating antenna and permit a high compression data rate. On the other hand, the Singularity Expansion Methods are used in frequency/time domain to model the antenna response by a set of resonant poles. The purpose of this thesis is to establish a compact model representing accurately the antenna radiation characteristics, which also allows to find the field at various distances. To this end, several ways of combining the aforementioned methods have been investigated. The proposed approach is validated by modeling the simulated and measured radiation pattern of an Exponential Tapered Slot Antenna (ETSA) in free space. Furthermore, we verify that the established compact model provide radiated field at different distances from the antenna with a compression of the initial pattern up to 99% and an error below 3%. The last part of this thesis, present an application of the proposed methodology to SPR context
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Dunn, Rob. "An aerodynamic analysis of aerofoils using a spline-velocity singularity method /." Thesis, McGill University, 1993. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=69712.
Full textAbstract:
This thesis presents a new approach based on a spline formulation for the analysis of thin aerofoils using the velocity singularity method. The method of velocity singularities was originally developed by Mateescu and Newman in conjunction with a polynomial representation of the normal perturbation velocities. The present method uses a cubic spline representation of the aerofoil contour, which led to improvements in the accuracy and stability of the solution, especially in the case of the jet-flapped aerofoils.This method has been first validated for the cases of rigid and flexible aerofoils. The pressure distributions obtained with the spline formulation have proven to be in good agreement with the previous solutions based on conformal transformation, or obtained by Thwaites, Nielsen, and by Mateescu and Newman.
The spline-velocity singularity method has been used for the jet flapped aerofoils and then extended to analyze the aerofoils with multiple sections, such as aerofoils with a flap. The solutions for these problems have been found to be in good agreement with the results obtained theoretically or experimentally by Spence, and Dimmock, and by Seebohm and Newman, based on a surface vortex method.
The spline-velocity singularity method displayed a better accuracy and an enhanced stability of the solution, in comparison with the polynomial formulation, especially in the cases when the aerofoil contour is not known a priori, such as for the flexible or jet-flapped aerofoils.
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Lladser, Manuel Eugenio. "Asymptotic enumeration via singularity analysis." Connect to this title online, 2003. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1060976912.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2003.Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains x, 227 p.; also includes graphics Includes bibliographical references (p. 224-227). Available online via OhioLINK's ETD Center
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Averseng, Martin. "Méthodes efficaces pour la diffraction acoustique en 2 et 3 dimensions : préconditionnement sur des domaines singuliers et convolution rapide." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX083.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le problème de la diffration acoustique par un obstacle et sa résolution numérique par la méthode des éléments finis de frontière. Dans les trois premiers chapitres, on s'intéresse au cas où l'obstacle possède des singularités géométriques. Nous traitons le cas particulier des singularités de bord, courbes ouvertes en dimension 2, et surfaces ouvertes en dimension 3. Nous introduisons un formalisme qui permet de retrouver les bonnes propriétés de la méthode pour des objets réguliers. Une fonction de poids est définie sur les objets diffractant, et les opérateurs intégraux usuels (simple-couche et hypersingulier) sont renormalisés de manière adéquate par ce poids. Des préconditioneurs sont proposés sous la forme de racines carrées d'opérateurs locaux. En dimension 2, nous proposons une analyse théorique et numérique complète du problème. Nous montrons en particulier que les opérateurs intégraux renormalisés font partie d'une classe d'opérateurs pseudo-différentiels sur des courbes ouvertes, que nous introduisons et étudions ici. Le calcul pseudo-différentiel ainsi développé nous permet de calculer des paramétrices des les opérateurs intégraux qui correspondent aux versions continues de nos préconditionneurs. En dimension 3, nous montrons comment ces idées se généralisent théoriquement et numériquement dans le cas pour des surfaces ouvertes. Dans le dernier chapitre, nous introduisons une nouvelle méthode de calcul rapide des convolutions par des fonctions radiales en dimension 2, l'une des tâches les plus coûteuses en temps dans la méthode des éléments finis de frontière. Notre algorithme repose sur l'algorithme de transformée de Fourier rapide non uniforme, et est la généralisation un algorithme analogue disponible en dimension 3, la décomposition creuse en sinus cardinalIn this thesis, we are concerned with the numerical resolution of the problem of acoustic waves scattering by an obstacle in dimensions 2 and 3, with the boundary element method. In the first three chapters, we consider objects with singular geometries. We focus on the case of objects with edge singularities, first open curves in the plane, and then open surfaces in dimension 3. We present a formalism that allows to restore the good properties that held for smooth objects. A weight function is defined on the scattering object, and the usual layer potentials (single-layer and hypersingular) are adequately rescaled by this weight function. Suitable preconditioners are proposed, that take the form of square roots of local operators. In dimension 2, we give a complete theoretical and numerical analysis of the problem. We show in particular that the weighted layer potentials belong to a class of pseudo-differential operators on open curves that we define and analyze here. The pseudo-differential calculus thus developed allows us to compute parametrices for the weighted layer potentials, which correspond to the continuous versions of our preconditioners. In dimension 3, we show how those ideas can be extended theoretically and numerically, for the particular case of the scattering by an infinitely thin disk. In the last chapter, we present a new method for the rapid evaluation of discrete convolutions by radial functions in dimension 2. Such convolutions represent a computational bottleneck in the boundary element methods. Our algorithm relies on the non-uniform fast Fourier transform and generalizes to dimension 2 an analogous algorithm available in dimension 3, namely the sparse cardinal sine decomposition
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Ševčík, Martin. "Vliv volného povrchu tělesa a gradientní změny materiálových vlastností na chování trhliny." Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2012. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-234134.
Full textAbstract:
This thesis was written under the supervision of Assoc. Prof. Luboš Náhlík, Ph.D. and Assoc. Prof. Pavel Hutař, Ph.D. The topic of this thesis is the study of a free surface effect and gradient change of material properties on a crack behavior. The common theme of the work is a fracture mechanics description of a crack behavior near a material nonhomogeneity. Here, the material nonhomogeneity can be understood either as a boundary of a body (interface between body and surrounding) or as a continuous change of material properties. The thesis is introduced by a review part where the state-of-the-art of the concerned topic is described. This part presents several stress state descriptions in the vicinity of some general singular stress concentrators, particularly a crack and a V-notch. The influence of the free surface on a fatigue crack front shape is discussed here. The review part follows with the fracture mechanics description of the graded materials. The problem formulation and the main aims of the thesis are stated in the following chapter. The core of this work is the fracture mechanical description of a crack propagating near the material nonhomogeneity. The thesis focuses on a stress field description near the free surface of the body where a change in a type of the singular stress field occurs. Methods used in generalized fracture mechanics are applied here to describe the stress field near the free surface. The difference between crack behavior in thin-walled and thick-walled structures is shown and supplied by relevant examples. Methods and procedures used are later utilized for estimation of a crack behavior in graded structures. The thesis is concluded by the discussion of obtained results in appropriate context.
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Štegnerová, Kateřina. "Aplikace zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky na odhad počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2013. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-230773.
Full textAbstract:
The master thesis is focused on estimation of crack propagation origin from sharp V-notch. Stress distribution around the tip of the V-notch is described on the base of generalized linear elastic fracture mechanics. The change of the stress singularity exponent caused by geometry of the V-notch and the vertex singularity is taken into account. The first part of the work is devoted to the estimation of the stress singularity exponent of the V-notch either from stress distribution around the tip of the V-notch or by using analytical solution. Formerly derived stability criteria are applied in the second part of the work. The origin of the crack propagation is estimated for several experimental specimens. The aim of this thesis is to compare the available experimentally observed data with results obtained using those criteria based on the application of generalized linear elastic fracture mechanics developer at the Institute of Physics of Materials Academy of Sciences of the Czech Republic. The finite element code Ansys and mathematical software Matlab were used for the necessary calculations.
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Ahmed, Tamer M. "Three-dimensional frequency-domain singularity distribution methods for seakeeping predictions : deficiencies and remedies." Thesis, University of Southampton, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.405530.
Full text
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Reul, Stefan. "Numerische Singularitäten bei FEM-Analysen." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-87212.
Full text
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Collard, Bruno. "Etude d'antennes sur aéronef ou en environnement aéroportuaire par hybridation de méthodes de résolution des équations de Maxwell." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30080.
Full textAbstract:
Hybridation d'une méthode intégrale (MoM) avec une méthode de rayon (UTD), en particulier en présence de corps imbriqués. C'est le point de départ d'une réflexion synthétique plus générale sur les méthodes de raccordement utilisées en électromagnétisme qui conduit à une présentation unifiée de ces raccordements au travers d'une classification en deux types dont les conditions de non singularité sont démontrées. Cette présentation est applicable à tous les types de formulation des champs : différentielle, intégrale, asymptotique, spectrale… Outre l'hybridation, deux autres applications de cette approche sont proposées : une nouvelle formulation intégrale bien posée sur corps impédant prolongeable aux objets parfaitement conducteurs et la formulation CFIE sur corps mince ou ouvertImplementation of a hybrid Integral Equation Method (MOM)/ Uniform Theory of Diffraction (UTD) formulation for small dielectric (or PEC) protrusions embedded into a large conducting body. Carrying out hybrid techniques leads to more general considering about connection of electromagnetic problems. Resulting from that, a reliable interpretation and a unified classification of usual connection techniques into two types is proposed. For both type, well posedness conditions are pointed out. This classification applies to all types of fields formulations (differential, integral, ray, spectral…). In addition to Hybrid MoM/UTD, two more applications of this lateral thinking are proposed: a new well posed integral formulation for scattering by impedant (IBC) 3D bodies that can be extended to PEC and the formulation of CFIE on an open or thin PEC object
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Cheung, Charissa Chui-yee. "A domain decomposition method for some partial differential equations with singularities." HKBU Institutional Repository, 1997. http://repository.hkbu.edu.hk/etd_ra/160.
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Maji, Suman Kumar. "Multiscale methods in signal processing for adaptive optics." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00909085.
Full textAbstract:
In this thesis, we introduce a new approach to wavefront phase reconstruction in Adaptive Optics (AO) from the low-resolution gradient measurements provided by a wavefront sensor, using a non-linear approach derived from the Microcanonical Multiscale Formalism (MMF). MMF comes from established concepts in statistical physics, it is naturally suited to the study of multiscale properties of complex natural signals, mainly due to the precise numerical estimate of geometrically localized critical exponents, called the singularity exponents. These exponents quantify the degree of predictability, locally, at each point of the signal domain, and they provide information on the dynamics of the associated system. We show that multiresolution analysis carried out on the singularity exponents of a high-resolution turbulent phase (obtained by model or from data) allows a propagation along the scales of the gradients in low-resolution (obtained from the wavefront sensor), to a higher resolution. We compare our results with those obtained by linear approaches, which allows us to offer an innovative approach to wavefront phase reconstruction in Adaptive Optics.
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Jin, Jicheng. "Finite element methods for some elliptic problems with singularity and problems on unbounded domains." HKBU Institutional Repository, 2004. http://repository.hkbu.edu.hk/etd_ra/597.
Full text
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Che-way, Chang. "Experimental method of analyzing stress intensity factors and singularity order in rocket motor geometry /." This resource online, 1990. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-09162005-115030/.
Full text
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WEYKER, ROBERT RICHARD. "RESONANCE AND ASYMPTOTIC SERIES BASED IDENTIFICATION OF AN ACOUSTICALLY RIGID SPHERE (SINGULARITY EXPANSION METHOD)." Diss., The University of Arizona, 1986. http://hdl.handle.net/10150/183850.
Full textAbstract:
Identification of the resonances and the local determination of the radius of curvature of an acoustically rigid sphere from simulated transient input-output data is presented. The scattering from the sphere is formulated using three techniques: the classic Mie-Lorenz series, the singularity expansion method (SEM), and the asymptotic series approximation. The Mie-Lorenz series is used to provide synthetic data. The SEM and the asymptotic series are used to develop two parametric inverse models. The scattered velocity potential is separated into three components: the reflection, the first creeping wave, and the second creeping wave. The effect of removing various components of the scattered potential on the resonance identification is shown, along with the effect of adding small amounts of noise. We find that the identification of a few resonances requires a relatively high order autoregressive, moving-average model. In addition, we show that removing the reflection from the synthetic output has only a small effect on the single or multiple output identified resonances. However, we find that changing the time origin, removing the second creeping wave, or adding small amounts of noise results in large errors in the identified resonances. We find that the radius of curvature can be accurately determined from synthetic data using the asymptotic series based identification. In addition, the identification is robust in the presence of noise, and requires only a low order asymptotic series model.
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Che-Way, Chang. "Experimental method of analyzing stress intensity factors and singularity order in rocket motor geometry." Diss., Virginia Tech, 1990. http://hdl.handle.net/10919/39373.
Full text
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McKee, Alex Clive Seymoore. "Analytical solutions of orientation aggregation models, multiple solutions and path following with the Adomian decomposition method." Thesis, Brunel University, 2011. http://bura.brunel.ac.uk/handle/2438/7349.
Full textAbstract:
In this work we apply the Adomian decomposition method to an orientation aggregation problem modelling the time distribution of filaments. We find analytical solutions under certain specific criteria and programmatically implement the Adomian method to two variants of the orientation aggregation model. We extend the utility of the Adomian decomposition method beyond its original capability to enable it to converge to more than one solution of a nonlinear problem and further to be used as a corrector in path following bifurcation problems.
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Mikhaylenko, Maxim A. "Development and Application of the Boundary Singularity Method to the Problems of Hydrodynamic and Viscous Interaction." University of Akron / OhioLINK, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1442423671.
Full text
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Kergourlay, Erwan. "Eléments finis en transformations finies à base d'ondelettes." Thesis, Lorient, 2017. http://www.theses.fr/2017LORIS472/document.
Full textAbstract:
La modélisation numérique via la méthode des éléments finis utilise classiquement des fonctions de forme polynomiale qui de par leur régularité représentent difficilement des évolutions singulières telles que celles observées dans les phénomènes de localisation en mécanique. Pour pallier cette difficulté, ces travaux de thèse ont eu pour objectif de proposer un nouveau support d'approximation adaptatif couplant la méthode de représentation par ondelettes à la méthode des éléments finis classique. Dans le domaine du traitement du signal, la méthode des ondelettes montre un réel potentiel pour traiter les phénomènes singuliers. L'étude porte sur la création d'un support de discrétisation hybride, associant une interpolation polynomiale et une interpolation en ondelettes exprimée via la fonction d'échelle de l'ondelette de Daubechies. Ce couplage permet de représenter la partie régulière de la réponse via le support polynomial et les éventuelles singularités à l'aide du support en ondelettes. L'adaptation du support hybride est effectuée via l'apport multirésolution, qui ajuste le support en fonction de l'importance des singularités observées. Une méthodologie de détection et d'enrichissement automatique est réalisée ayant pour objectif d'obtenir le support optimum. L'ondelette de Daubechies n'étant connue qu'en des points discrets, une méthode d'intégration particulière est proposée. Une modification de l'interpolation naturellement non nodale de l'ondelette est également introduite, de manière à pouvoir imposer des conditions limites classiques nodales. Une illustration de la méthode et de son implémentation informatique est présentée via une étude académique 1DThe numerical modelling with the finite element method conventionally uses functions of polynomial form which, by their regularity, hardly represent singular evolutions such as those observed in the phenomena of localization in mechanics. To solve the issue, the aim of this thesis was to propose a new adaptive approximation support coupling the wavelet representation with the classical finite element method. In the field of signal processing, the wavelet method shows a real capacity to treat singular phenomena. This research study deals with the creation of a hybrid discretisation support, including a polynomial interpolation and a wavelet interpolation formulated with the scaling function of the Daubechies wavelet. The regular part of the solution is represented with the polynomial support and the singularities are visualised with the wavelet support. The adaptation of the hybrid support is carried out with the multiresolution contribution, which adjusts the support according to the importance of observed singularities. An automatic detection and enrichment method is carried out in order to obtain the optimum support. The Daubechies wavelet being known only in discrete points, a particular integration method is proposed. A modification of the not nodal naturally interpolated wavelet interpolation is also introduced, in order to impose classical nodal boundary conditions. An illustration of the method and its computer implementation is presented via a 1D academic study
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MAISONNEUVE, JEAN-JACQUES. "Resolution du probleme de la resistance de vagues des navires par une methode de singularites de rankine." Nantes, 1989. http://www.theses.fr/1989NANT2059.
Full textAbstract:
Le probleme de la resistance de vagues consiste a determiner l'ecoulement de fluide parfait autour d'un navire avancant a vitesse constante en eau calme. On utilise pour resoudre ce probleme une methode de singularites de rankine. La condition de glissement sur la carene et la condition de surface libre se traduisent par des equations integrales resolues en utilisant une distribution de sources sur la carene et sur une partie de la surface libre. Ces equations sont discretisees et la condition de surface libre est satisfaite par differences finies. On obtient ainsi un systeme lineaire dont les inconnues sont les densites de sources. Une fois ce systeme resolu, on peut calculer toute la cinematique dans le fluide, les pressions et donc les efforts qui s'exercent sur le corps. Differentes methodes de calcul des efforts ont ete mises au point. Une analyse de convergence et de stabilite par une methode de transformee de fourier a ete effectuee en bidimensionnel et en tridimensionnel. La methode de resolution a ensuite ete testee numeriquement, puis un code de calcul a ete realise et valide pour les cas tests habituels de la resistance de vagues. Divers developpements ont ensuite ete effectues: adaptation de la methode pour traiter le cas des appendices portants et des multicoques, prise en compte d'un fond, de parois, de coussins d'air. . . Le code de calcul obtenu a ete exploite pour de nombreuses applications
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LIU, VINCENT. "Probleme inverse et direct d'une helice marine carenee par une methode couplee s2 axi-symetrique 3d-singularites." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112168.
Full textAbstract:
Un processus d'optimisation pour l'helice marine carenee doit etre capable de prendre en compte les echappements tourbillonnaires laches par les aubes du rotor et du stator ainsi que celles de la carene. Le probleme inverse, avec l'hypothese de fluide parfait, est base sur la theorie tourbillonnaire. Cette approche permet d'introduire le moment cinetique ainsi que la loi d'epaisseur des aubes comme donnees initiales afin de respecter respectivement les echanges energetiques entre le fluide et la machine et les contraintes de structure. Une fonction de charge prenant en compte la variation du saut du moment cinetique suivant l'envergure permet de satisfaire la condition de kutta-joukowsky. L'optimisation de la geometrie des aubes du rotor et du stator ainsi que l'adaptation de la carene est menee par une methode couplee s2-s1 (axi-symetrique+aube a aube) et 3d-singularites. Le memoire presente egalement les performances du systeme propulsif en regime hors nominal.
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Andreas, Christian. "Multiscale multimodel simulation of micromagnetic singularities." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE012.
Full textAbstract:
D'un point de vu fondamental, la structure micromagnétique d'un point de Bloch est prédite depuis plus de 50 ans, mais représente cependant une singularité topologique dans le cadre de la théorie du micromagnétisme. Par conséquent, une description purement micromagnétique du point deBloch s'avère difficile. Ce manuscrit décrit les outils mathématiques et un ensemble d'algorithmes permettant de combiner un modèle d'Heisenberg classique avec des simulations micromagnétiques sur la base des éléments finis. A l'aide de ces algorithmes, nous pouvonsrigoureusement étudier les propriétés caractéristiques d'un point de Bloch d'une paroi de domaine de type vortex localisée dans un nanofil cylindrique ferromagnétique. Cette thèse décrit le pinning/depinning des points de Bloch au réseau atomique ainsi que les différents modes depropagation détectables pour des parois de domaine sous l'influence d'un champ magnétique externe, qui peut conduire le système à des vitesses supermagnoniquesThe fundamental micromagnetic structure of Bloch points was predicted by micromagnetic theory more than 50 years ago, but represents a topological singularity within the theory of micromagnetism. This complicates a pure micromagnetic description. This thesis describes thenecessary mathematical background and a set of algorithms to combine a classical atomistic Heisenberg model with micromagnetism on the basis of the finite element method. By means of those algorithms the characteristic properties of Bloch points in vortex domain walls inferromagnetic solid cylindrical nanowires can be studied rigorously. ln addition to the pinning/depinning of Bloch points at the atomistic lattice the thesis reports on the different modes of propagation detectable for vortex domain walls in that system under the influence of an externalmagnetic field, which can drive the system of the domain wall and the Bloch point with supermagnonic velocities
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Pavlík, Jan. "Širokopásmová Francisova turbina." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2011. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-229667.
Full textAbstract:
his diploma thesis deals with hydraulic design of vane wheel impeller of wide range Francis turbine; in addition to hydraulic calculation it consists overview of used theory, modelling in SolidWorks and computing in Fluent.
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Golubeva, Natalia Yurievna. "Singularities in the spatial complex plane for vortex sheets and thin vortex layers." Columbus, OH : Ohio State University, 2003. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1047001590.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D)--Ohio State University, 2003.Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xiii, 132 p.: ill. Includes abstract and vita. Advisor: Gregory R. Baker, Dept. of Mathematics. Includes bibliographical references (p. 131-132).
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Zhao, Shunliu. "Development of Boundary Singularity Method for Partial-Slip and Transition Molecular-Continuum Flow Regimes with Application to Filtration." University of Akron / OhioLINK, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1247718304.
Full text
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El, Bouzid Hassan. "Méthodes d'éléments finis raffinés pour quelques problèmes aux limites dans des domaines non-réguliers." Valenciennes, 1996. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/78c75dce-f930-4497-9077-c57356a9fac0.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous proposons différentes méthodes d'éléments finis raffines pour deux types de problèmes: le premier concerne des problèmes aux limites dans des polygones et le second le système de Stokes dans des polygones ou des polyèdres. Les solutions de ces problèmes présentent des singularités, en conséquence, l'utilisation d'une méthode d'éléments finis classique n'aboutit pas à un ordre optimal de convergence. En dimension 2, la forme explicite de ces singularités permet d'adopter certaines stratégies de façon à restaurer l'ordre optimal de convergence ; parmi celles-ci, citons la méthode de raffinement de maillage, la méthode d'adjonction de singularités et la méthode des fonctions singulières duales. En dimension 3, la structure des singularités étant plus complexe, seule la méthode de raffinement de maillage est actuellement applicable pour des domaines polyèdraux généraux. Pour le premier type de problèmes, les méthodes utilisées jusqu'à présent sont en général conformes, ce qui, dans le cas du problème des plaques, induit un cout de résolution assez important. Pour minimiser ce cout, nous proposons ici d'utiliser la méthode d'éléments finis non conformes raffinés. Sont étudiés notamment dans cette thèse: le problème de Dirichlet pour l'operateur de Laplace et l'équation des plaques encastrées. Pour le second, nous analysons une méthode d'éléments finis mixtes raffinés (conformes et non conformes) afin d'approcher la solution du système de Stokes. Les majorations d'erreurs optimales du cas des domaines reguliers sont démontrées pour les deux types de problèmes considérés.
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Salles, Nicolas. "Calcul des singularités dans les méthodes d’équations intégrales variationnelles." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112164/document.
Full textAbstract:
La mise en œuvre de la méthode des éléments finis de frontière nécessite l'évaluation d'intégrales comportant un intégrand singulier. Un calcul fiable et précis de ces intégrales peut dans certains cas se révéler à la fois crucial et difficile. La méthode que nous proposons consiste en une réduction récursive de la dimension du domaine d'intégration et aboutit à une représentation de l'intégrale sous la forme d'une combinaison linéaire d'intégrales mono-dimensionnelles dont l'intégrand est régulier et qui peuvent s'évaluer numériquement mais aussi explicitement. L'équation de Helmholtz 3-D sert d'équation modèle mais ces résultats peuvent être utilisés pour les équations de Laplace et de Maxwell 3-D. L'intégrand est décomposé en une partie homogène et une partie régulière ; cette dernière peut être traitée par les méthodes usuelles d'intégration numérique. Pour la discrétisation du domaine, des triangles plans sont utilisés ; par conséquent, nous évaluons des intégrales sur le produit de deux triangles. La technique que nous avons développée nécessite de distinguer entre diverses configurations géométriques ; c'est pourquoi nous traitons séparément le cas de triangles coplanaires, dans des plans sécants ou parallèles. Divers prolongements significatifs de la méthode sont présentés : son extension à l'électromagnétisme, l'évaluation de l'intégrale du noyau de Green complet pour les coefficients d'auto-influence, et le calcul de la partie finie d'intégrales hypersingulièresThe implementation of the boundary element method requires the evaluation of integrals with a singular integrand. A reliable and accurate calculation of these integrals can in some cases be crucial and difficult. The proposed method is a recursive reduction of the dimension of the integration domain and leads to a representation of the integral as a linear combination of one-dimensional integrals whose integrand is regular and that can be evaluated numerically and even explicitly. The 3-D Helmholtz equation is used as a model equation, but these results can be used for the Laplace and the Maxwell equations in 3-D. The integrand is decomposed into a homogeneous part and a regular part, the latter can be treated by conventional numerical integration methods. For the discretization of the domain we use planar triangles, so we evaluate integrals over the product of two triangles. The technique we have developped requires to distinguish between several geometric configurations, that's why we treat separately the case of triangles in the same plane, in secant planes and in parallel planes
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MAURY, CHRISTOPHE. "Etude du probleme de la tenue a la mer avec vitesse d'avance quelconque par une methode de singularites de kelvin." Nantes, 2000. http://www.theses.fr/2000NANT2096.
Full textAbstract:
Le comportement d'un navire avancant sur une houle harmonique reguliere, appele probleme de tenue a la mer avec vitesse d'avance constante, est etudie au travers d'une resolution par une methode des singularites de kelvin satisfaisant la condition de surface libre linearisee exacte. La fonction de green du probleme, dont l'evaluation difficile doit etre realisee avec rapidite pour etre utilisable en pratique, est calculee a partir de la formulation de bessho avec la methode de steepest descent initialement developpee par h. Iwashita et m. Ohkusu puis par a. Brument au laboratoire de mecanique des fluides de l'ecole centrale de nantes. Cette methode permet un calcul fiable et rapide, en particulier lorsque les points influencants et les points influences se rapprochent de la surface libre ou les difficultes sont les plus importantes. La discretisation numerique fait appel a la fonction de green integree sur une facette ou sur un segment dans le cas de l'integrale de ligne. La methode de steepest descent est donc etendue au cas de la fonction de green integree analytiquement sur une facette ou un segment. Cette fonction de green est introduite dans le code de calcul de tenue a la mer aquaplus et differentes carenes sont testees : wigley, serie 60 cb=0. 6 et 0. 8. Les resultats sur les efforts et les mouvements sont tout a fait satisfaisants compares a ceux obtenus avec d'autres methodes numeriques ou a des valeurs experimentales. L'influence des frequences irregulieres sur la qualite de ces resultats est egalement mise en evidence. Les oscillations des courbes d'efforts sont supprimees par traitement de ces frequences irregulieres et le calcul des deformees de surface libre est ameliore. Parallelement on montre que la presence des frequences irregulieres determine l'influence de l'integrale de ligne. Celle-ci stabilise, ou au contraire, ne modifie pas les resultats selon que les perturbations generees par les frequences irregulieres sont presentes ou non.
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BELAMRI, THABET. "Analyse aube a aube de l'ecoulement instationnaire multigrilles par la methode des singularites application aux turbo machines a fluide incompressible." Paris, ENSAM, 1998. http://www.theses.fr/1998ENAM0022.
Full textAbstract:
Nous avons developpe un code aube a aube pour l'analyse de l'ecoulement instationnaire dans les turbomachines a fluide incompressible. Ce code est base sur la methode des singularites a distribution discrete de tourbillons. Les intensites de ces dernieres sont determinees par la condition de glissement a la surface du profil ainsi qu'une condition de kutta au bord de fuite. La validation du code a porte aussi bien sur les profils isoles que sur les grilles d'aubes. La comparaison singularites-analytique ou singularites-experience s'est averee tres satisfaisante. Cette precision dependant a la fois de la forme du profil, de la qualite de son lissage, du nombre de tourbillons distribues et du mode d'ecriture de la condition de kutta, a ete rendue possible par la mise en place d'une methode rigoureuse de lissage des profils ainsi que de la circulation dans les regions anguleuses du bord de fuite. Durant ce programme de recherche, nous avons montre la faible contribution du detachement tourbillonnaire et nous nous sommes contentes du regime quasi-stationnaire. De meme, un modele simulant les perturbations amont, a ete elabore. Ce modele etant periodique, est caracterise par une frequence et une amplitude ajustables. L'application du code en turbomachines a concerne deux etudes : - la caracterisation theorique et experimentale de l'ecoulement interaube dans une pompe centrifuge. Dans cette etude, nous avons mis en evidence le phenomene de glissement ainsi que les zones de recirculation, en debit partiel, liees essentiellement a la presence du tourbillon relatif. La comparaison theorie-experience des pressions interaubes est globalement satisfaisante. - la seconde application a ete menee sur la prediction du bruit des ventilateurs axiaux. Partant des efforts quantifies par notre code, les niveaux sonores sont accessibles et comparables avec les performances experimentales. Les resultats experimentaux obtenus sur trois ventilateurs prototypes, confirment la validite de notre demarche.
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Ma, Jianfeng. "Meshless method for modeling large deformation with elastoplasticity." Diss., Manhattan, Kan. : Kansas State University, 2007. http://hdl.handle.net/2097/402.
Full text
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Bouzarth, Elizabeth L. Minion Michael L. "Regularized singularities and spectral deferred correction methods a mathematical study of numerically modeling Stokes fluid flow /." Chapel Hill, N.C. : University of North Carolina at Chapel Hill, 2008. http://dc.lib.unc.edu/u?/etd,1917.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--University of North Carolina at Chapel Hill, 2008.Title from electronic title page (viewed Dec. 11, 2008). "... in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the Department of Mathematics." Discipline: Mathematics; Department/School: Mathematics.
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Oguic, Romain. "Une méthode multidomaine parallèle pour les écoulements incompressibles en géométries cylindriques : applications aux écoulements turbulents soumis à la rotation." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4343.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l’étude d’écoulements incompressibles soumis à la rotation avec un solveur haute précision dans des géométries semi-complexes. La technique numérique mise en œuvre combine des schémas compacts, une méthode de projection multi domaine directe et un traitement efficace de la singularité à l’axe basé sur des conditions de parité dans l’espace de Fourier. Le solveur a été parallélisé avec une approche hybride MPI-OpenMP pour réduire les temps de calcul. Dans un premier temps, les précisions spatiales et temporelles de la méthode numérique et la scalabilité du solveur ont été vérifiées. La capacité du solveur à traiter des écoulements plus complexes a été évaluée en considérant des écoulements de type éclatement tourbillonnaire et un écoulement turbulent en conduite cylindrique. Dans un second temps, plusieurs écoulements typiques des machines tournantes ont été étudiés. Le premier écoulement est un écoulement turbulent incompressible isotherme dans un étage simplifié d’un compresseur haute pression d’une turbine à gaz. Les simulations menées ont mises en évidence l’effet de la rotation sur l’écoulement, notamment sur les instabilités se développant le long des parois et sur les différentes structures cohérentes. Le second cas traité est un écoulement turbulent de jet impactant un disque en rotation avec un fort confinement et transfert thermique. Une attention particulière a été portée sur les champs hydrodynamiques et thermique le long du rotor. Enfin, une étude préliminaire d’un jet turbulent impactant un disque fixe d’épaisseur non nulle dans une configuration moins contrainte avec prise en compte du couplage conduction-convection a été réaliséeThis work deals with the study of rotating incompressible flows with a high accurate solver in semi complex geometries. The numerical method used in this work combines compact schemes, a direct multidomain projection method and an efficient axis treatment based on parity conditions in Fourier space. The use of cylindrical coordinates introduces this mathematical singularity. In order to reduce the calculation time, the solver was parallelized with an hybrid MPI-OpenMP parallelization. First, the spatial and temporal accuracies of the numerical method and the scalability of the solver were checked. Then, the capability of the algorithm to deal with more complex flows was verified. Vortex breakdown flows and turbulent pipe flow were studied. In the second step, typical flows of turbomachineries and rotating systems were considered. The first flow was an incompressible isothermal turbulent flow in a high pressure compressor of gas turbine. The different simulations highlighted the rotation effects on the flows, especially on the instabilities appearing along the walls and the coherent structures. The second considered flow was a turbulent impinging jet on a rotating disk with heat transfer in a small aspect ratio cavity. The hydrodynamic fields and heat transfer near the rotor were analyzed in detail. Finally, a preliminary investigation of an impinging jet on a non-rotating disk in a larger aspect ratio cavity with a coupling between conduction and convection transfer was carried out
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Huang, Guang-Ping. "Modélisation et calcul de jets tridimensionnels en présence d'un écoulement transversal." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1989. http://www.theses.fr/1989ECDL0006.
Full textAbstract:
Analyse des phénomènes de transport entre le jet et l'écoulement extérieur. Les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie sont écrites dans un repère curviligne base sur la trajectoire du jet. Détermination du champ de vitesse induit par le jet
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Dang, Thi Bach Tuyet. "Calcul multi-échelle de singularités et applications en mécanique de la rupture." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00860354.
Full textAbstract:
Un enjeu majeur de mécanique de la rupture est de modéliser l'initiation d'une fissure dans une structure saine. Il y a deux difficultés: la première est de proposer une loi capable de prédire la nucléation, la seconde est d'ordre purement numérique. En ce qui concerne ce deuxième point, il est en effet difficile de calculer avec une bonne précision toute quantité comme le taux de restitution d'énergie associée à une fissure de faible longueur qui apparaît en fond d'entaille. La méthode des éléments finis classique conduit à des résultats inexacts en raison de la superposition de deux singularités (l'une due à l'entaille, l'autre à la pointe de la fissure) qui ne peuvent être correctement capturées par cette méthode. Une méthode spécifique d'approximation basée sur des développements asymptotiques est préférable comment il a déjà été constaté dans des situations analogues présentant des défauts localisés. Le premier chapitre de la thèse est consacré à la présentation de cette méthode asymptotique dite Méthode des Développements Asymptotiques Raccordés (MAM) dans le cas d'un défaut (ce qui inclut le cas d'une fissure) situé à l'extrémité d'une entaille. Cette première étude est faite dans le cadre simplifié de l'élasticité linéaire antiplane avant d'être étendue à l'élasticité plane dans le troisième chapitre. Un objectif majeur est d'utiliser cette méthode asymptotique pour prédire la nucléation ou la propagation d'une fissure à proximité d'un point singulier. Le deuxième chapitre de la thèse sera consacré à cette tâche. Cela nécessite, bien sûr, de lever la première difficulté en proposant un critère de nucléation physiquement raisonnable. Cette délicate question n'a pas reçu de réponse définitive à l'heure actuelle et a été considérée pendant longtemps comme un problème qui ne pouvait être résolu dans le cadre de la théorie de Griffith. La principale raison invoquée est que le taux de restitution de l'énergie dû à une petite fissure tend vers zéro lorsque la longueur de la fissure tend vers zéro. Par conséquent, si l'on suit le critère de Griffith qui stipule que la fissure peut se propager que lorsque le taux de libération d'énergie atteint une valeur caractéristique du matériau, il n'y a pas de nucléation possible. Ce "défaut" de la théorie de Griffith fut l'une des motivations qui conduit Francfort et Marigo à remplacer le critère de Griffith par un principe de minimisation de l'énergie. Il s'avère que ce principe de minimum global de l'énergie est vraiment en mesure de prédire la nucléation des fissures dans un corps sain. Cependant, la nucléation est nécessairement brutale dans le sens où une fissure de longueur finie apparaît brutalement à une charge critique et de plus il faut que le système franchisse une barrière d'énergie qui peut être d'autant plus haute que le minimum est "loin". Une autre façon de rendre compte de la nucléation de fissures est de quitter le cadre de la théorie de Griffith en introduisant le concept de forces cohésives. L'intérêt d'une telle approche est qu'elle contient automatiquement la notion de contrainte critique qui permet de régir naturellement la nucléation sans passer par le principe de minimisation globale de l'énergie. En résumé, nous proposons de traiter le problème de la nucléation d'une fissure à la pointe d'une entaille de trois façons et de comparer les trois critères correspondants. L'un de nos objectifs est aussi d'utiliser la MAM pour obtenir des expressions semi-analytiques pour la charge critique à partir de laquelle une fissure apparaît ainsi que la longueur de la fissure une fois nucléée. De façon précise, la thèse est organisée comme suit. Le chapitre 1 est consacré à la description de la MAM sur un problème générique d'élasticité linéaire antiplane où la structure contient un défaut situé au voisinage de la pointe d'une entaille. Nous avons d'abord décomposé la solution en deux développements: l'un, le développement extérieur, valable assez loin de la pointe de l'entaille, l'autre, le développement intérieur, valable au voisinage de la pointe de l'entaille. Ces développements contiennent une séquence de termes "intérieurs" et "exterieurs" qui sont solutions de problèmes "intérieurs" et "extérieurs" reliés les uns aux autres par des conditions de raccord. En outre, chaque terme contient une partie régulière et une partie singulière. Nous expliquons ensuite comment tous les termes et les coefficients qui entrent dans les parties singulières et régulières sont déterminés séquentiellement. Le chapitre se termine par un exemple où la solution exacte est connue et peut donc être développée directement avant d'être comparée à celle fournie par la MAM. Dans le chapitre 2, laMAMest appliquée au cas où le défaut est une fissure. Le premier objectif est de calculer avec une bonne précision le taux de restitution d'énergie associée à une fissure non cohésive de faible longueur située près de la pointe de l'entaille. En effet, il s'agit d'un véritable problème dans le cas où l'entaille n'est elle-même pas une fissure parce que le taux de restitution d'énergie est voisin de 0 lorsque la longueur de la fissure nucléée est voisine de 0, puis augmente rapidement avec la longueur de la fissure avant d'atteindre un maximum pour finalement redécroître. On explique d'abord comment le taux de restitution d'énergie est calculé par la Méthode des Elémenst Finis et pourquoi les résultats numériques sont moins précis lorsque la longueur de la fissure est faible. Ensuite, on utilise la MAM pour calculer le taux de restitution d'énergie pour les petites valeurs de la longueur de la fissure et on montre, comme il était prévu, que plus la taille de la fissure est petite, plus le résultat fourni par la MAM à un ordre donné est précis. Il s'avère même que l'on peut obtenir des résultats très précis en calculant seulement un petit nombre de termes. Nous discutons aussi de l'influence de l'angle de l'entaille sur l'exactitude des résultats. Cet angle joue un rôle important dans le processus de nucléation (parce que, en particulier, la longueur à partir de laquelle le maximum du taux de restitution d'énergie est atteinte dépend de l'angle de l'entaille). Lorsque l'angle de l'entaille est suffisamment grand, il suffit de calculer les deux premiers termes non triviaux du développement du taux de restitution d'énergie pour obtenir avec une très bonne précision la dépendance du taux de restitution d'énergie avec la longueur de fissure. Nous considérons ensuite le cas des fissures cohésives en introduisant le modèle de forces cohésives de Dugdale. En combinant la MAM avec la méthode G , nous obtenons un système de deux équations non linéaires couplées régissant l'évolution des longueurs de la zone non-cohésive et la zone cohésive en fonction du chargement. Il s'avère que le problème intérieur fourni par la MAM est un problème de Hilbert qui peut être résolu par la méthode des potentiels complexes. Ce faisant, la résolution se ramène à de simples quadratures qui sont calculées numériquement. On obtient ainsi, de façon quasiment analytique, la charge critique à partir de laquelle la petite fissure se propage de façon instable pour donner lieu à une fissure "macroscopique". En particulier, l'ordre de grandeur de cette charge critique est directement relié à l'exposant de la singularité de la solution avant fissuration qui est lui-même fonction de l'angle de l'entaille. Le chapitre 3 propose une généralisation de toutes les méthodes et résultats précédents au cas de l'élasticité plane. De façon précise, le but est toujours d'étudier la nucléation de fissures cohésives ou non cohésives à l'angle d'une entaille dans un milieu linéairement élastique et isotrope, mais maintenant en considérant des déplacements plans. De plus, il s'agit de traiter les conditions de nucléation aussi bien sous mode I pur que sous mode mixte. Dans la première partie du chapitre, nous utilisons le principe de minimisation globale pour traiter le cas des fissures non cohésives, alors que dans la deuxième partie nous utilisons le modèle de Dugdale pour traiter le cas des fissures cohésives. Dans les deux cas, la MAM est mise en oeuvre pour pallier le manque de précision de la méthode des éléments finis. Tous les résultats qui sont obtenus peuvent être considérés comme de simples généralisations de ceux développés dans le cas antiplan. En effet, d'un point de vue conceptuel et qualitatif, nous obtenons essentiellement le même type de propriétés. Toutefois, d'un point de vue technique, la MAM est plus délicate d'application en élasticité plane parce que l'obtention de la suite des fonctions singulières passe par la résolution d'équations transcendantes. Ce faisant, la mise en oeuvre numérique est sensiblement plus coûteuse. De plus, d'un point de vue analytique, les calculs et les démonstartions sont beaucoup plus lourds et une partie est donc passée en annexe.
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Bouët, Thierry. "Modelisation d'ecoulements bidimensionnels instationnaires dans une turbo-pompe par la methode des singularites : prediction des decollements par un calcul de couche limite." Orléans, 1991. http://www.theses.fr/1991ORLE2014.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail a ete de mettre au point un code de calcul permettant d'evaluer les effets instationnaires dans une turbo-pompe. Apres avoir fait l'hypothese d'un ecoulement bidimensionnel de fluide parfait et en nous appuyant sur les travaux de mm. Couchet et mudry nous developperons un code de calcul par singularites. Par ailleurs la validite de l'hypothese de fluide parfait conditionnee par l'absence de decollement sera controlee par un calcul de couche limite
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Alabdallah, Suleiman. "Development of a nonlinear equations solver with superlinear convergence at regular singularities." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II, 2014. http://dx.doi.org/10.18452/17045.
Full textAbstract:
In dieser Arbeit präsentieren wir eine neue Art von Newton-Verfahren mit Liniensuche, basierend auf Interpolation im Bildbereich nach Wedin et al. [LW84]. Von dem resultierenden stabilisierten Newton-Algorithmus wird theoretisch und praktisch gezeigt, dass er effizient ist im Falle von nichtsingulären Lösungen. Darüber hinaus wird beobachtet, dass er eine superlineare Rate von Konvergenz bei einfachen Singularitäten erhält. Hingegen ist vom Newton-Verfahren ohne Liniensuche bekannt, dass es nur linear von fast allen Punkten in der Nähe einer singulären Lösung konvergiert. In Hinsicht auf Anwendungen auf Komplementaritätsprobleme betrachten wir auch Systeme, deren Jacobimatrix nicht differenzierbar sondern nur semismooth ist. Auch hier erreicht unser stabilisiertes und beschleunigtes Newton- Verfahren Superlinearität bei einfachen Singularitäten.In this thesis we present a new type of line-search for Newton’s method, based on range space interpolation as suggested by Wedin et al. [LW84]. The resulting stabilized Newton algorithm is theoretically and practically shown to be efficient in the case of nonsingular roots. Moreover it is observed that it maintains a superlinear rate of convergence at simple singularities. Whereas Newton’s method without line-search is known to converge only linearly from almost all points near the singular root. In view of applications to complementarity problems we also consider systems, whose Jacobian is not differentiable but only semismooth. Again, our stabilized and accelerated Newton’s method achieves superlinearity at simple singularities.
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Hong, Sun. "Resonance-Based Techniques for Microwave Breast Cancer Applications." Diss., Virginia Tech, 2012. http://hdl.handle.net/10919/29096.
Full textAbstract:
It is well known that a finite-size scatterer has a set of natural resonances, which are uniquely determined by the physical properties of the scatterer. This is also the case for a breast tumor which can be regarded as a dielectric scatterer. Since the scatterer is naturally "tuned" at the resonances, it is expected that an increased electromagnetic coupling would take place at the resonance frequencies compared to other frequencies. For a breast tumor, this would mean a higher power absorption, indicating a faster temperature increase resulting in more efficient hyperthermia.
In this dissertation, an adaptive microwave concept is demonstrated for breast cancer applications. The general approach is to detect and identify the tumor-specific resonance, determine the electrical location of the tumor, and apply the focused microwave hyperthermia using the identified resonance and the electrical location. The natural resonances vary depending on the tumor size, shape, and breast tissue configuration. Therefore, an adaptive tuning of the microwave source to tumor-specific resonance frequencies could improve the overall efficiency of hyperthermia treatment by allowing for a faster and more effective heating to achieve a desired therapeutic temperature level.
Applying the singularity expansion method (SEM), both the resonances and the electrical location can be obtained from the poles and residues, respectively. This SEM-based approach is computationally inexpensive and can easily be implemented as a combination processing into emerging UWB microwave systems. Alternatively, a relatively simple microwave system based on this concept can potentially be used in conjunction with existing mammography.Ph. D.
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Delcourte, Sarah. "DEVELOPPEMENT DE METHODES DE VOLUMES FINIS POUR LA MECANIQUE DES FLUIDES." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00200833.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est de développer une méthode de volumes finis qui s'applique à une classe de maillages beaucoup plus grande que celle des méthodes classiques, limitées par des conditions d'orthogonalité très restrictives. On construit des opérateurs différentiels discrets agissant sur les trois maillages décalés nécessaires à la construction de la méthode. Ces opérateurs vérifient des propriétés discrètes analogues à celles des opérateurs continus. La méthode est tout d'abord appliquée au problème divergence-rotationnel qui peut etre considéré comme une brique du problème de Stokes. Ensuite, le problème de Stokes est discrétisé avec diverses conditions aux limites. Par ailleurs, il est bien connu que lorsque le domaine est polygonal et non-convexe, l'ordre de convergence des méthodes numériques se dégrade. Par conséquent, nous avons étudié sous quelles conditions un raffinement local approprié permet de restaurer l'ordre de convergence optimal. Enfin, nous avons discrétisé le problème non-linéaire de Navier-Stokes, en utilisant la formulation rotationnelle du terme de convection, associée à la pression de Bernoulli. Par un algorithme itératif, nous sommes amenés à résoudre un problème de point-selle à chaque itération, pour lequel nous testons quelques préconditionneurs issus des éléments finis, que l'on adapte (quand c'est possible) à la méthode. Chaque problème est illustré par des cas tests numériques sur des maillages "arbitraires", tels que des maillages fortement non-conformes.
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Ni, Marcus. "Automated Hybrid Singularity Superposition and Anchored Grid Pattern BEM Algorithm for the Solution of the Inverse Geometric Problem." Master's thesis, University of Central Florida, 2013. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/5827.
Full textAbstract:
A method for solving the inverse geometrical problem is presented by reconstructing the unknown subsurface cavity geometry using boundary element methods, a genetic algorithm, and Nelder-Mead non-linear simplex optimization. The heat conduction problem is solved utilizing the boundary element method, which calculates the difference between the measured temperature at the exposed surface and the computed temperature under the current update of the unknown subsurface flaws and cavities. In a first step, clusters of singularities are utilized to solve the inverse problem and to identify the location of the centroid(s) of the subsurface cavity(ies)/flaw(s). In a second step, the reconstruction of the estimated cavity(ies)/flaw(s) geometry(ies) is accomplished by utilizing an anchored grid pattern upon which cubic spline knots are restricted to move in the search for unknown geometry. Solution of the inverse problem is achieved using a genetic algorithm accelerated with the Nelder-Mead non-linear simplex. To optimize the cubic spline interpolated geometry, the flux (Neumann) boundary conditions are minimized using a least squares functional. The automated algorithm successfully reconstructs single and multiple subsurface cavities within two dimensional mediums. The solver is also shown to accurately predict cavity geometries with random noise in the boundary condition measurements. Subsurface cavities can be difficult to detect based on their location. By applying different boundary conditions to the same geometry, more information is supplied at the boundary, and the subsurface cavity is easily detected despite its low heat signature effect at the boundaries. Extensions to three-dimensional applications are outlined.M.S.M.E.
Masters
Mechanical and Aerospace Engineering
Engineering and Computer Science
Mechanical Engineering; Thermo-Fluids
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Behairy, Ayate [Verfasser], Ulrich [Akademischer Betreuer] Rüde, Ulrich [Gutachter] Rüde, and Günther [Gutachter] Greiner. "Corrected finite element and finite difference methods for elliptic problems with singularities / Ayate Behairy ; Gutachter: Ulrich Rüde, Günther Greiner ; Betreuer: Ulrich Rüde." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2018. http://d-nb.info/1159377405/34.
Full text
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Sarrazin, François. "Caractérisation d'antennes par la méthode du développement en singularités appliquée au coefficient de rétrodiffusion." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00925409.
Full textAbstract:
Ce manuscrit est consacré à l'étude de la méthode du développement en singularités (SEM) appliquée aux antennes. Dans la première partie de ce travail, trois méthodes d'extraction des pôles de résonance sont présentées et comparées : les méthodes de Prony et Matrix Pencil dans le domaine temporel et la méthode de Cauchy dans le domaine fréquentiel. Une procédure est établie pour optimiser l'extraction avec chaque méthode et une étude de robustesse montre que la méthode Matrix Pencil permet d'obtenir plus de pôles et avec une meilleure précision que les deux autres méthodes en présence de bruit. Dans un second temps, la méthode Matrix Pencil est appliquée sur des réponses d'antennes, obtenues en rayonnement et en Surface Equivalente Radar (SER), et les pôles de résonance extraits sont identiques pour les deux approches. Cette étude valide donc la possibilité d'extraire les pôles de résonance d'une antenne directement à partir de sa SER. La variation de la position des pôles de résonance en fonction des dimensions et de la charge de deux antennes est ensuite étudiée et met en évidence le lien entre l'impédance d'entrée de l'antenne et ses pôles de résonance. Enfin, les mesures de la SER de trois antennes valident expérimentalement l'extraction des pôles de résonance à partir de la SER d'une antenne. Ce travail pose donc les bases de la caractérisation d'antennes à l'aide de la SEM appliquée à la SER de l'antenne.
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Li, Boning. "Extending the scaled boundary finite-element method to wave diffraction problems." University of Western Australia. School of Civil and Resource Engineering, 2007. http://theses.library.uwa.edu.au/adt-WU2007.0173.
Full textAbstract:
[Truncated abstract] The study reported in this thesis extends the scaled boundary finite-element method to firstorder and second-order wave diffraction problems. The scaled boundary finite-element method is a newly developed semi-analytical technique to solve systems of partial differential equations. It works by employing a special local coordinate system, called scaled boundary coordinate system, to define the computational field, and then weakening the partial differential equation in the circumferential direction with the standard finite elements whilst keeping the equation strong in the radial direction, finally analytically solving the resulting system of equations, termed the scaled boundary finite-element equation. This unique feature of the scaled boundary finite-element method enables it to combine many of advantages of the finite-element method and the boundaryelement method with the features of its own. ... In this thesis, both first-order and second-order solutions of wave diffraction problems are presented in the context of scaled boundary finite-element analysis. In the first-order wave diffraction analysis, the boundary-value problems governed by the Laplace equation or by the Helmholtz equation are considered. The solution methods for bounded domains and unbounded domains are described in detail. The solution process is implemented and validated by practical numerical examples. The numerical examples examined include well benchmarked problems such as wave reflection and transmission by a single horizontal structure and by two structures with a small gap, wave radiation induced by oscillating bodies in heave, sway and roll motions, wave diffraction by vertical structures with circular, elliptical, rectangular cross sections and harbour oscillation problems. The numerical results are compared with the available analytical solutions, numerical solutions with other conventional numerical methods and experimental results to demonstrate the accuracy and efficiency of the scaled boundary finite-element method. The computed results show that the scaled boundary finite-element method is able to accurately model the singularity of velocity field near sharp corners and to satisfy the radiation condition with ease. It is worth nothing that the scaled boundary finite-element method is completely free of irregular frequency problem that the Green's function methods often suffer from. For the second-order wave diffraction problem, this thesis develops solution schemes for both monochromatic wave and bichromatic wave cases, based on the analytical expression of first-order solution in the radial direction. It is found that the scaled boundary finiteelement method can produce accurate results of second-order wave loads, due to its high accuracy in calculating the first-order velocity field.