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Développement d’une boîte à outils CFD (MERLIN) pour tester les stratégies de modélisation en ingénierie : application à la simulation d’explosions (industrielles) à grande échelle
No full textL’utilisation des logiciels CFD (Computational Fluid Dynamics) pour la prédiction numérique d’expériences difficiles telles que les conséquences des explosions de gaz en milieux industriels reste un enjeu majeur en génie des procédés. A partir de l’état de l’art dans ce domaine de recherche où des résultats de simulations numériques ont été comparés à des résultats expérimentaux valides, on conclut que ces logiciels ne peuvent pas contribuer à améliorer la sécurité (les écarts entre résultats expérimentaux et résultats numériques ont été comparés à des résultats expérimentaux valides, on conclut que ces logiciels ne peuvent pas contribuer à améliorer la sécurité (les écarts entre résultats expérimentaux et résultats numériques sont importants). Cependant, au vu des potentialités que regorge le domaine de la mécanique des fluides numériques (CFD), il serait sans doute déraisonnable de la marginaliser dans les études de danger. Cette thèse a contribué à définir des stratégies d’estimation des conséquences des explosions par la CFD. Une partie des travaux réalisés a consisté à déterminé les équations, techniques, modèles et méthodes les plus fréquents dans les logiciels CFD les plus utilisés (dans le cadre d’études de prédiction des conséquences d’une explosion en milieux industriels). La technique URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes) a été retenue pour la résolution numérique des lois fondamentales de la mécanique des fluides. Le modèle de turbulence k-epsilon ainsi qu’une de ses variantes (le modèle k-epsilon à bas nombre de Reynolds) ont été sélectionnés pour la simulation de la turbulence. La modélisation des écoulements réactifs est effectuée en utilisant le modèle CREBCOM (CRiteria and Experimentally Based COmbustion Model) et le modèle EDM (Eddy Dissipation Model). La méthode des volumes finis a été utilisée pour al discrétisation des équations continues (les lois de la mécanique des fluides ainsi que les modèles de turbulences et de combustion qui y sont associés). Les termes convectifs de ces équations sont résolus à l’aide du schéma numérique de Roe et celui de Van-Leer. La discrétion des termes diffusifs a été effectuée en utilisant des schémas centrés classiques. Les termes instationnaires sont résolus à l’aide de la méthode d’Euler explicite. Les maillages sélectionnés sont de type Voronoï et de types structurés redécoupés utilisant la technique AMA (Anisotropic Mesh Adapatation). Les conditions aux limites retenues sont principalement de type Dirichlet et de type Neumann. Pour aller au-delà des aspects utilisateurs et avoir une parfaite maîtrise du logiciel utilisé (seuls gages d’une bonne analyse des contenus physiques et mathématiques des outils CFD), un logiciel CFD baptisé MERLIN a été intégralement développé. Il contient toutes les équations, techniques, modèles et méthodes sélectionnés préalablement et a été utilisé pour l’ensemble des simulations numériques effectuées dans cette thèse. Afin d’assurer la fiabilité des expériences réalisées avec MERLIN, sa vérification a été effectuée en utilisant la méthode MMS (The Method of Manufactured Solutions). Pour comprendre la représentation numérique des phénomènes physiques associés au phénomène de l’explosion, on a dans un premier temps réalisé une étude portant sur la propagation d’onde de choc dans différentes configurations (cas subsonique du problème du tube à choc, réflexion d’un choc instationnaire sur une rampe compression, écoulement supersonique sur une marche montante). Il en résulte que la précision d’une prédiction numérique d’onde de choc dépend du schéma numérique et du type de maillage utilisés. Le choix du schéma numérique et du type de maillage dépend du type d’onde de choc à simuler numériquement. La seconde étude réalisée a consisté à simuler la dispersion de gaz.The use of CFD (Computational Fluid Dynamics) software for the numerical prediction of difficult experiments such as the consequences of gas explosions in industrial environments remains a major challenge in process engineering. From the state of the art in this area of research where numerical simulation results have been compared to valid experimental results, it is concluded that these software can not contribute to improve safety (the differences between experimental results and numerical results are important). However, given the potentiality of the field of Computational Fluid Dynamics, it would probably be unreasonable to marginalize it in hazard studies. This thesis helped to define strategies for estimating the consequences of explosions by CFD. Part of the work carried out consisted in determining the most common equations, techniques, models and methods in the most used CFD software (in the framework of study concerning the prediction of the consequences of an explosion in industrial environments). The URANS technique (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes) was chosen for the numerical resolution of the fundamental laws of fluid mechanics. The kepsilon turbulence model and one of its variants (the low Reynolds number kepsilon model) were selected for the turbulence simulation. The modeling of reactive flows is established using the CREBCOM model (CRiteria and Experimentally Based COmbustion Model) and the EDM model (Eddy Dissipation Model). The finite volume method has been used for the discretization of continuous equations (the laws of fluids mechanics and associated turbulence and combustion models). The convective terms of these equations are solved using the numerical scheme of Roe and that of Van-Leer. The discretization of the diffusive terms was carried out using classical centered schemes. The unsteady terms are solved using the explicit Euler method. The selected meshes are of type Voronoi and of type structured and re-cutting using the AMA technique (Anisotropic Mesh Adaptation). Boundary conditions used are mainly Dirichlet type and Neumann type. To go beyond the user aspects and have a perfect control of the software used (only pledges of a good analysis of the physical and mathematical content of CFD tools), a CFD software called MERLIN has been fully developed. It contains all the equations, techniques, models and methods selected previously and was used for all numerical simulations performed in this thesis. In order to ensure the reliability of the experiments performed with MERLIN, its verification was carried out using the MMS (The Method of Manufactured Solutions) method. To understand the numerical representation of the physical phenomena associated with the phenomenon of the explosion, we first carried out a study on shock wave propagation in different configurations (subsonic case of the Sod’shock tube problem, reflection of an unsteady shock on a compression ramp, supersonic flow on a rising step). As a result, the accuracy of a shock wave structure predicted numerically depends on the numerical scheme and the type of mesh used. The choice of the numerical scheme and type of mesh depends on the type of shock wave to be simulated numerically. The second study performed consisted in simulating the dispersion of gas. This numerical experiment revealed that a good numerical approximation of gas dispersion is independent of the numerical scheme chosen but rather relies on the turbulence model and the type of mesh used. The choice of the turbulence model is relative to the presence or not of confinement and the type of mesh depends on the flow. The last study carried out concerns the simulation of flame propagation in different configurations (confined and unconfined environments, with and without obstacles). It demonstrates that the accuracy of a numerical prediction of the flame behavior flame is based on the choice of the combustion model and the type of mesh
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
Interaction between a shockwave and a foam film
No full textDe nombreux travaux ont permis de montrer que les mousses ont la capacité d’atténuer fortement les effets des ondes de choc. Cependant, bien que de nombreuses théories aient été proposées, les mécanismes physiques à l’origine de cette atténuation restent majoritairement inconnus. Dans le cadre de cette thèse, afin de simplifier problème, nous avons décidé d’étudier en particulier l’interaction entre une onde de choc et l’un des composants élémentaires de la mousse : le film de savon. Pour cela, nous avons dimensionné et fabriqué un tube à choc modulaire qui nous permet de générer des ondes de choc avec différents profils de pression et de les faire interagir avec de nombreuses configurations de films de savon. Nous avons commencé par étudier l’accélération d’un film de savon impacté par une onde de choc parallèle au film. Nous avons observé la réflexion et la transmission de l’onde de choc incidente et étudié le mouvement du film afin de déterminer son temps d’accélération et sa vitesse terminale. Nous avons ensuite étudié l’effet des gradients d’épaisseur dans le film lors de la phase d’accélération . Nous avons développé un modèle permettant d’expliquer les différences comment ces gradients influencent la rupture du film.Pour finir, nous avons étudié l’interaction entre une onde de choc et un film, si celui ci n’est pas parallèle au choc. Nous avons alors observé l’apparition d’une instabilité de Kelvin-Helmholtz sur le film avant sa rupture.Numerous works have proven that liquid foams significantly attenuate shockwaves. However, even though many theories have been developed, the underlying mechanisms behind this attenuation remains mostly unknown. For the sake of simplicity, we studied the interaction between shockwaves and one of the base elements of foam: foam films. To generate the shockwaves we needed, we created a modular shocktube that allows us to modify both the shape of the pressure signal and the orientation of the films. We started by studying the acceleration of a single foam film impacted by a parallel shockwave. We observed the reflexion and transmission of the shockwave and the movement of the film, which allowed us to get the film’s acceleration time and terminal velocity. We then studied the effects of thickness gradients within the film during the acceleration phase. We developed a model to explain how these gradients affect the breaking of the films. Finally, we studied the interaction between a shockwave and a film, when the two are not parallel to each other. We observed the development of a Kelvin-Helmholtz instability in the film before its rupture
Etude des mécanismes d'accélération des flammes se propageant depuis l'extrémité fermée vers l'extrémité ouverte de tubes horizontaux de longueur variable
No full textUnvailableLa presente etude porte sur l'analyse experimentale de la propagation de flammes dans des tubes horizontaux fermes a l'extremite ou se produit l'allumage et ouverts a l'autre extremite. Les parametres principaux sont la longueur du tube et la reactivite du melange (via s u vitesse fondamentale et a rapport d'expansion). Deux montages experimentaux d'echelle differente ont ete concus de telle sorte que l'on puisse suivre la progression de la flamme au moyen d'une camera video rapide, ainsi que l'evolution de la pression associee. Les experiences realisees dans des melanges a base de propane, d'ethylene ou d'acetylene avec l'air montrent que la propagation de la flamme presente un caractere oscillatoire plus ou moins marque, selon la longueur du tube et la valeur du produit a. S u. Au debut de la propagation, la flamme met en mouvement les gaz frais devant elle et provoque l'oscillation acoustique de la colonne de gaz. Nous avons montre que sa trajectoire resulte d'une competition entre sa vitesse propre de propagation par rapport aux gaz frais et la vitesse oscillatoire de l'ecoulement des gaz dans le tube. Lorsque le coefficient a. S u est inferieur a une valeur critique v l, les oscillations acoustiques de la colonne de gaz jouent un role preponderant dans la propagation de la flamme. On observe dans ce cas des phases de propagation retrograde. Pour v l > a. S u, l'influence des oscillations de la colonne de gaz devient negligeable devant la vitesse propre de la flamme par rapport aux gaz frais. Une etude photographique detaillee des changements de forme du front de flamme au cours de sa propagation a montre que, pour a. S u < v l, la forme du front de flamme est profondement modifiee lors des interactions avec l'ecoulement oscillatoire des gaz. Des simulations numeriques, obtenues a l'aide d'un code acoustique monodimensionnel et d'un code aerodynamique reactif, produisent des evolutions des champs de pression et de vitesse qualitativement similaires aux resultats experimentaux
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
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