SUJETS

Suffit-il dÕajouter des pertes pour rŽduire le bruit ?

Application aux rŽacteurs dÕavion.

 

Vincent Pagneux

 

Cours MEC556

 

Le bruit des rŽacteurs dÕavion est une nuisance importante pour les riverains et les lŽgislations le concernant sont de plus en plus contraignantes. Afin de rŽduire ce bruit, le but des fabricants de nacelles est de tapisser les rŽacteurs de matŽriaux absorbants bien rŽpartis.

A partir dÕune Žtude bibliographique et numŽrique, et de lՎtude des propriŽtŽs algŽbriques des frŽquences propres et des modes propres dÕun systme dÕoscillateurs couples avec pertes, il sÕagira de comprendre comment choisir le matŽriau absorbant et sa rŽpartition pour obtenir la meilleure attŽnuation du bruit possible.

 

Description : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:5CB4F096-A9E4-437E-BF14-2F8533389313:splice_photo1.jpg

 

 

Dynamique d'un connecteur sous-marin

(Start'up FORSSEA)

 

Emmanuel de Langre

 

Cours MEC556 (Ondes et vibrations) ou MEC561 (Fluid-Structure interactions)

 

FORSSEA est une startÕup accŽlŽrŽe ˆ lՎcole Polytechnique. Elle dŽveloppe un connecteur robotisŽ sous-marin capable de guider un c‰ble vers une cible immergŽe afin de lui apporter Žnergie et communication. [Gautier DREYFUS, X2010, gdreyfus@forssea-robotics.fr].

Le but du projet est d'optimiser la longueur de la partie souple du connecteur, en fonction des mouvements du navire en surface.

 

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DŽformation des grandes cages de pisciculture en  mer

 

Emmanuel de Langre

 

Cours  MEC561 (Fluid-Structure interactions)

 

Les cages de pisciculture en mer, faites de filets,  sont des structures flexibles de grande taille (plusieurs dizaines de mtres) qui  peuvent se dŽformer avec le courant ou les vagues. Ces dŽformations posent plusieurs problmes pour les poissons contenus, et pour la tenue de la cage. Le  but du projet est d'analyser les diffŽrentes mŽthodes existantes pour prŽvoir la dŽformation, de rŽaliser des calculs simples  ˆ comparer avec les expŽriences sur modle rŽduit, et d'imaginer des solutions simples.

 

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Installation sur la formation des rides et des dunes avec une gŽomŽtrie annulaire en rotation alternŽe.

 

Jean-Marc Chomaz

 

MEC567 Hydrodynamique physique pour lÕenvironnement

 

Installation sur la formation des rides et des dunes avec une gŽomŽtrie annulaire en rotation alternŽe (point de dŽpart: l'Žtude expŽrimentale rŽalisŽe lors du postdoc Alexandre Stegner).

 

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Installation "Moving mind" sur la nage

 

Jean-Marc Chomaz

 

MEC567 Hydrodynamique physique pour lÕenvironnement

 

 

 

Installation "Moving mind" sur la nage (thŽse de Caroline Cohen) avec la dŽtermination des formes et matire des nageurs et de leur mouvement.

 

Description : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:783EE8A9-6BED-4337-9DD7-768FE23A468F:PastedGraphic-1.tiff

 

 

DŽtergence sans savon

 

David QuŽrŽ

 

PHY557 Surfaces molles

 

On cherche ˆ montrer comment on peut dŽbarrasser un matŽriau rugueux incrustŽ d'huile de celle-ci en se servant d'un autre liquide qui va dŽloger l'huile aprs s'tre propagŽ le long du solide. Une premire tentative de ce genre fait l'objet du film ci-dessous, o l'on voit une huile silicone dŽlogŽe de son support texturŽ par une huile fluorŽe qui arrive de la gauche.

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Super-super-hydrophobie

 

David QuŽrŽ

 

PHY557 Surfaces molles

 

On sait que de l'eau lancŽe sur un matŽriau ultra-hydrophobe y rebondit comme le ferait un petit ballon. On cherche ˆ comprendre ce qui se passe si des dŽfauts de grande taille dŽcorent le matŽriau, en fonction de la taille et de la forme de ces dŽfauts. On s'intŽressera tout particulirement au temps de contact de l'eau rebondissante et ˆ la possibilitŽ de minimiser ce temps par des reliefs de surface. Les applications de tels dispositifs concernent les matŽriaux super-impermŽables ou de nouvelles gŽnŽrations de solides anti-givre (o l'on veut renvoyer le liquide avant qu'il ne gle).

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Vue de profil d'une goutte d'eau rebondissant sur un dŽfaut linŽique.

 

Propulsions en Aviron

Christophe Clanet

MEC560 Propulsion

Actuellement en aviron, les athltes rament de faon synchrone (figure de gauche). Cela produit un mouvement caractŽrisŽ par de fortes fluctuations de vitesse (figure de droite). Or, dans un milieu o la friction varie en carrŽ de la vitesse, on sÕattend ˆ ce que ces fluctuations soient trs pŽnalisantes. Le but de ce projet est dՎtudier la question de la synchronisation des rameurs et de voir sÕil ne serait pas favorable de ramer dŽsynchronisŽ.

 

Identification de structures cohŽrentes dans un chenal plan turbulent

 

Carlo Cossu

 

MEC555

 

Les structures ˆ grande Žchelle sont celles qui contiennent le plus d'Žnergie dans les Žcoulements turbulents de paroi. Leur dynamique est encore mal comprise mais de travaux rŽcents suggrent des pistes intŽressantes pour en expliquer les caractŽristiques principales. Le travail demandŽ consistera en l'analyse de champs de vitesse turbulents issus de simulations numŽriques afin d'en extraire le comportement des grandes Žchelles et de les comparer avec les prŽvisions des modles thŽoriques les plus rŽcents.

 

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Perturbations optimales d'une couche de mŽlange turbulente

 

Carlo Cossu

 

MEC555

 

La physique des perturbations optimales qui maximisent l'amplification d'Žnergie dans les Žcoulements laminaires est maintenant bien comprise. Des rŽsultats ont ŽtŽ aussi obtenus pour les perturbations optimales d'Žcoulements turbulents de paroi mais rien n'est connu dans le cas d'Žcoulements turbulents libres. Le projet sera dŽdiŽ au calcul de ces perturbations dans le cas d'une couche de mŽlange turbulente et ˆ l'analyse de leur `physique' (auto-similaritŽ ou non des solutions, Žchelles spatiales optimales, production d'Žnergie cinŽtique turbulente, utilisation ˆ des fins de contr™le, etc.).

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Analyse de stratŽgies de contr™le bio-inspirŽes

 

Carlo Cossu

 

MEC555

 

Les vibrisses de certaines types de phoque ont une forme de cylindre dont le rayon est modulŽ pŽriodiquement en direction axiale. Cette modulation sert ˆ stabiliser les vibrations `intrinsques' des vibrisses en supprimant le dŽtachement tourbillonnaire dans le sillage du senseur. Des Žquations modle trs simples sont ˆ mme de reproduire ce comportement stabilisant. Le projet consistera en l'analyse de cet effet stabilisant avec applications ˆ l'optimisation de la forme axiale de la modulation.

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DŽplacement dÕun blob dÕhuile en milieu poreux

 

Yannick Peysson

 

MEC567 Hydro pour l'environnement

 

 

 

La mobilisation du pŽtrole rŽsiduel dans les gisements pŽtroliers constitue la base des techniques de rŽcupŽration assistŽe. Contrairement ˆ la production pŽtrolire classique o la phase huile est continue et connectŽe dans le milieu poreux, une fois la saturation rŽsiduelle atteinte, lÕhuile se prŽsente sous la forme dÕun ensemble dÕamas disjoints (les blobs) dans le gisement.  

 

Dans ce projet, nous rŽaliserons un montage expŽrimental permettant de suivre par analyse dÕimage le dŽplacement dÕun blob unique dÕhuile injectŽ dans un milieu poreux transparent balayŽ par de lÕeau. Nous nous intŽresserons ˆ la dynamique de dŽplacement de lÕhuile en fonction des paramtres du systme.

 

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SŽdimentation ˆ bas nombre de Reynolds

 

Camille Duprat & Antoine Sellier

 

Cours MEC564

 

LՎtude de la sŽdimentation dÕobjets de forme complexe ˆ bas nombre de Reynolds trouve de nombreuses applications, de la sŽdimentation de suspensions ˆ la nage de micro-organismes. La trajectoire de ces micro-objets est affectŽe par leur forme (des objets non symŽtriques se rŽorientent), ainsi que par des interactions entre particules ou avec une paroi. LÕobjet de ce projet est dՎtudier la sŽdimentation dÕobjets de formes variŽes, dans un premier temps expŽrimentalement (en P1), puis de rationaliser les rŽsultats expŽrimentaux, thŽoriquement et avec un code numŽrique, ˆ lÕaide des notions acquises au cours de MEC564 (P2).

 

Description : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:8BB0D692-1D0A-40B0-A499-E835DEAB6B39:figureSellierDuprat.jpg

Figure: chronophotographies expŽrimentales montrant la sŽdimentation dÕun objet asymŽtrique en forme de L, de deux sphres et de deux cylindres interagissant.

 

 

 

Interaction entre un choc-oblique et une paroi

 

Antoine Sellier

 

MEC554 AŽrodynamique Compressible

 

 

 

On cherche ˆ prŽdire avec les modles du cours MEC554 pourquoi on peut observer des situations trs diffŽrentes telles que celles montrŽes sur les clichŽs.

 

 

Description : escription : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:44A92C36-49D6-417E-BEE5-9F4EBB5E1F45:pic1.jpgDescription : escription : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:C4EB5429-1660-4781-A13B-D6042FE7516C:pic2.jpg

 

 

Fonctionnement d'une entrŽe d'air d'avion supersonique

 

Antoine Sellier

 

MEC554 AŽrodynamique Compressible

 

 

 

Le sujet examine les diffŽrents rŽgimes d'une entrŽe d'air d'avion supersonique.

 

Description : escription : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:0371AB87-27A4-4987-A6C6-9B7FE8006EE9:pic4.jpgDescription : escription : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:A5E228BD-C720-4C73-A48A-88E52C505032:pic3.jpg

 

 

 

C‰bles et barres : technologie de la tensŽgritŽ

 

Habibou Maitournam

 

MEC562 Structures anŽlastiques

 

 

 

On sÕintŽresse aux structures tridimensionnelles faites de c‰bles tendus et de barres comprimŽes utilisŽes comme des poutres ou des arcs. Aprs une analyse thŽorique de lՎquilibre et de la stabilitŽ de ces structures, on Žtudiera leur fonctionnement et leurs propriŽtŽs particulires. On analysera le comportement d'assemblages ŽlŽmentaires, puis celui de plusieurs ŽlŽments pour fabriquer des structures complexes. Une structure expŽrimentale sera mise au point.

 

Autres cours utiles : MEC553 Ç Structures ŽlancŽes È, MEC563 Ç StabilitŽ È, MEC570 Ç Analyse et dimensionnement des structures È

 

 

Description : escription : E:\old_mydata\WIN\mydos\Mec571\2015\tŽlŽchargement.jpgDescription : escription : E:\old_mydata\WIN\mydos\Mec571\2015\images.jpg

 

 

IntŽgritŽ dÕune cuve de rŽacteur

 

Habibou Maitournam

 

MEC562 Structures anŽlastiques

 

 

 

Les cuves de rŽacteur sont des structures mŽtalliques soumises ˆ des chargements thermomŽcaniques (pression interne et variations de tempŽrature). LÕanalyse de leur tenue passe par la caractŽrisation thermomŽcanique du comportement nonlinŽaire de leur matŽriau constitutif et le calcul nonlinŽaire de structure. On Žtudiera plus particulirement le chargement limite pour une structure nominalement sans dŽfaut, le comportement sous chargement cyclique et la tenue des structures fissurŽes.

 

Autres cours utiles : MEC551 Ç ElasticitŽ et rupture È, MEC553 Ç Structures ŽlancŽes È

 

Description : escription : E:\old_mydata\WIN\mydos\Mec571\2015\images (2).jpgDescription : escription : E:\old_mydata\WIN\mydos\Mec571\2015\visuel-principal-reacteur-epr-1600-mwe.jpg

 

 

 

Quand les ouvrages en bŽton souffrent de la tempŽrature (et du fluage)

 

Habibou Maitournam

 

MEC562 Structures anŽlastiques

 

 

 

Le fluage et la tempŽrature peuvent tre responsables de lÕeffondrement des ouvrages en bŽton.

 

LÕobjet est dՎtudier la tenue des ouvrages en bŽton sous charges permanentes et sous les effets de la variation de tempŽrature. On verra lÕeffet de la viscositŽ sur le comportement de ces structures selon le mode de construction. Elle est source de redistributions des contraintes pouvant tre prŽjudiciables ˆ la tenue des ouvrages. De mme les variations de tempŽrature peuvent induire des chargements cycliques susceptibles dÕentra”ner une ruine par fatigue.

 

On pourra, par exemple considŽrŽ le cas de lÕeffondrement de lÕaŽrogare Roissy sur2E survenu en mai 2004.

 

Autres cours utiles : MEC562 Ç MŽcanique des structures anŽlastiques È, MEC570 Ç  Analyse et dimensionnement des structures È, MEC551 Ç ElasticitŽ et rupture È, MEC553 Ç Structures ŽlancŽes È

 

Description : escription : E:\old_mydata\WIN\mydos\Mec571\2015\roissy-2E.jpg

 

 

MŽtamatŽriaux acoustiques

 

Jean-Jacques Marigo et Agns Maurel

 

MEC551 PlasticitŽ et Rupture

 

 

 

Les mŽtamatŽriaux acoustiques sont des structures artificielles mŽlangeant fluides et solides qui, moyennant un agencement astucieux des uns et des autres, prŽsentent des bandes frŽquentielles interdites pour toute propagation d'onde Žlastique ou acoustique. Ceci les rend particulirement utiles pour rŽsoudre les problmes de furtivitŽ ou d'attŽnuation du bruit. Lorsque les tailles caractŽrisiques mises en jeu dans le mŽtamatŽriau sont inferieures ˆ la longueur d'onde d'excitation, on peut homogŽnŽiser la structure et le problme de propagation dans la structure complexe se rŽduit ˆ un problme de propagation dans un milieu Žquivalent plus simple. Il devient alors possible de prŽvoir les bandes interdites et d'Žtudier les paramtres physiques qui les pilotent. Le but du projet est de dŽcouvrir ces phŽnomnes et de les modŽliser dans quelques cas simples.

 

Description : escription : Macintosh HD:Users:num:POLYTECHNIQUE:MEC512:2015:Marigo:ProjetMeta:PlaqueMeta.jpg

MŽtamatŽriau pour l'acoustique

 

 

Comportement Žlastique effectif des composites

 

Jean-Jacques Marigo

 

MEC551 PlasticitŽ et Rupture

 

 

 

Il s'agit de relier le comportement effectif d'un matŽriau composite avec le comportement et la morphologie de ses constituants. D'un point de vue thŽorique, cela fait l'objet de la thŽorie de l'homogŽnŽisation. On peut ainsi dŽterminer le comportement effectif associŽ ˆ une microstructure donnŽe. Une autre question particulirement intŽressante est d'obtenir des bornes du comportement effectif ˆ partir d'une connaissance partielle de la microstructure (par exemple, uniquement la connaissance de la fraction volumique des constituants). L'objectif du projet est de dŽcouvrir ces concepts et ces mŽthodes d'homogŽnŽisation et de les mettre en oeuvre sur des exemples en se limitant au cadre Žlastique. Les calculs des comportements effectifs pourront donner lieu ˆ un traitement numŽrique ou analytique, suivant les cas ou les gožts.

 

Description : escription : Macintosh HD:Users:num:POLYTECHNIQUE:MEC512:2015:Marigo:ProjetComposite:Lavillenie.jpg

Perche en fibre de verre

 

 

Calcul du taux de restitution dÕenergie

 

Jean-Jacques Marigo

 

MEC551 PlasticitŽ et Rupture

 

 

 

Le taux de restitution d'Žnergie potentielle G est une quantitŽ globale entrant dans le critre de propagation d'une fissure dans la thŽorie de Griffith. Sa dŽtermination prŽcise dans une configuration de chargement et de gŽomŽtrie donnŽe est donc essentielle si l'on veut savoir si la fissure va se propager. Toutefois son calcul numŽrique est difficile et nŽcessite la mise au point de mŽthodes numŽriques spŽcifiques. La plus utilisŽe du fait de sa prŽcision et de sa mise en oeuvre systŽmatique est la mŽthode dite G-theta qui s'appuie sur la mŽthode des ŽlŽments finis. L'objectif du projet est de dŽcouvrir cette mŽthode et de la mettre en oeuvre sur quelques exemples en testant sa prŽcision.

 

 

Description : escription : Macintosh HD:Users:num:POLYTECHNIQUE:MEC512:2015:Marigo:ProjetGtheta:CT.jpg

DŽformŽe d'une Žprouvette CT

 

 

 

Craquelure des tableaux de peinture

 

Jean-Jacques Marigo

 

MEC551 PlasticitŽ et Rupture

 

 

 

La craquelure des tableaux est due au sŽchage de la peinture qui provoquent contraintes de traction qui  induisent elles-mmes ces craquelures. C'est un des exemples de multi-fissuration de couches minces. Une des principales difficultŽs du point de vue de la modŽlisation est de prŽvoir la morphologie et la densitŽ de ces craquelures. L'objectif du projet est de dŽcouvrir ces phŽnomnes de multifissuration et leur modŽlisation. Pour cela, on commencera par considŽrer des problmes simplifiŽs qui peuvent se traiter de faon analytique avant d'aborder la question de leur modŽlisation et de leur simulation numŽrique dans des cas plus complexes.

 

Description : escription : Macintosh HD:Users:num:POLYTECHNIQUE:MEC512:2015:Marigo:ProjetJoconde:Joconde.jpg

Craquelures de la Joconde

 

 

 

Competition between buckling modes in a triangular beam network

 

Basile Audoly

 

MEC553 - structures ŽlancŽes   MEC563 - stabilitŽ des solides

 

 

The buckling(*) of periodic structures such as a honeycomb is a classical topic in mechanics. We study the buckling of a simple honeycomb, namely a planar (2D) triangular network of elastic beams. This network can buckle as a whole when subject to in-plane compression. In a recent work, Kang et al. (2014) have shown that different buckling modes are actually possible: two chiral modes and a non-chiral mode, see the image below. Interestingly, the buckling thresholds of these modes are close to one another, and the aspect-ratio of the beams determines which buckling mode is seen in the experiments. In this project, we propose to set up a combination of (light) numerical simulations and analysis, with the aim to rationalize the observed competition of the buckling modes.

 

(*) flambage

 

References:

http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.098701

 

MEC430 and MECC431 recommended, at least one of them required

 

 

Description : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:6272F095-3DCE-4C31-9208-452738FB371C:CompetitionChiral.jpeg

 

 

Flambement frustrŽ de structures pŽriodiques

 

Basile Audoly

 

MEC553 - structures ŽlancŽes   MEC563 - stabilitŽ des solides

 

 

Le flambement des structures pŽriodiques telles quÕun nid dÕabeille ou une plaque perforŽe rŽgulirement est un sujet classique. Il est connu que la longueur dÕonde de flambement est un multiple de la pŽriode spatiale de la structure : pour une plaque trouŽe sous compression par exemple (voir photo), la longueur dÕonde du mode de flambage vaut deux fois lՎcartement entre les trous. On sÕintŽressera au cas o la plaque est roulŽe en cylindre avant dՐtre compressŽe, avec un nombre impair de trous selon la circonfŽrence. On dit alors que le systme est frustrŽ, car le mode de flambement naturel du systme ne peut plus sÕexprimer car il est incompatible avec la condition de pŽriodicitŽ. Des expŽriences rŽcentes montrent que la structure se comporte alors de manire intŽressante. On sÕattachera ˆ comprendre ce comportement au moyen dÕun modle simplifiŽ de masses et ressort.

 

Il est nŽcessaire dÕavoir voir suivi MEC430 en 2e annŽe.

 

 

Description : Macintosh HD:Users:num:Library:Containers:com.apple.mail:Data:Library:Mail Downloads:9A98B483-A9C9-4B31-8813-2C87149EEFA1:FrustratedBuckling.jpeg

 

 

InstabilitŽs, morphogŽnse

 

Jean-Marc Allain (allain@lms.polytechnique.fr)

 

MEC552 MŽcanique des Fluides NumŽriques

 

Lors de lÕextraction de pŽtrole, on cherche ˆ chasser un fluide visqueux (le pŽtrole) par un fluide moins visqueux (de lÕeau ou un gaz). Il est connu depuis longtemps quÕil nÕest pas possible de chasser lÕensemble du pŽtrole : le front est instable. Il se forme des doigts qui viennent limiter la quantitŽ de pŽtrole quÕon peut rŽcupŽrer. Cette instabilitŽ est connue sous le nom dÕinstabilitŽ de Saffman-Taylor et se retrouve dans de nombreux systmes (lave, films bactŽriens, etc.)

Nous nous intŽresserons ˆ la description thŽorique de cette instabilitŽ, en particulier numŽriquement. Les prŽvisions pourront tre comparŽes directement ˆ des donnŽes expŽrimentales. Finalement, nous essaierons de comprendre comment contr™ler cette instabilitŽ.

 

 

 

 

 

ModŽlisation d'un cyclone tropical

 

Emmanuel Dormy

 

MEC552 MŽcanique des Fluides NumŽrique

 

 

 

Les cyclones tropicaux comptent parmi les ŽvŽnements mŽtŽorologiques les plus dŽvastateurs. Ce sont de gigantesques machines thermiques qui utilisent la chaleur latente associŽe au changement de phase de l'eau (vapeur - liquide) comme principal moteur. Ce sont des structures complexes qui sont habituellement ŽtudiŽes dans le cadre de gros modles de prŽvision du temps.

 

 

Dans ce projet, nous allons construire un modle simple, axisymŽtrique pour un cyclone isolŽ et Žtudier les mŽcanismes de gŽnŽration de ces structures, de transferts d'Žnergie, et de formation de l'oeil du cyclone.

 

 

 

Description : escription Description : escription

 

 

 

 

 

ModŽlisation dÕun obstacle oscillant : de la trainŽe ˆ la propulsion

 

Emmanuel Dormy

 

MEC552 MŽcanique des Fluides NumŽrique

 

On se propose d'Žtudier les allŽes tourbillonnaires produites en aval d'un obstacle oscillant. Il a ŽtŽ observŽ expŽrimentalement que les tourbillons en aval d'un tel obstacle (modŽlisant par exemple la nage d'un poisson) sont fondamentalement diffŽrents (pour certains paramtres) de ceux derrire un obstacle fixe (allŽe de Von Karman). Ainsi les poissons (et autres animaux utilisant des battements pour la propulsion) contr™lent les tourbillons du sillage en vue de la gŽnŽration de forces propulsives. Nous proposons de construire un modle numŽrique simplifiŽ et de dŽcrire les caractŽristiques de l'Žcoulement et de la propulsion en fonction de la frŽquence et de l'amplitude des battements de la nageoire.

 

 

Description : escriptionDescription : escription

 

 

 

 

ModŽlisation de lÕexpŽrience VKS

 

Emmanuel Dormy

 

MEC552 MŽcanique des Fluides NumŽrique

 

 

 

Gr‰ce ˆ l'expŽrience VKS, les Žquipes du CNRS, du CEA et des ENS de Paris et de Lyon ont rŽussi ˆ recrŽer en 2006 un champ magnŽtique par l'agitation de sodium liquide. Cette expŽrience reproduit ainsi en laboratoire l'effet dynamo ˆ l'origine du champ magnŽtique des plantes et des Žtoiles.

 

 

 

Dans ce projet nous construirons un modle de champ moyen pour cette expŽrience. L'Žcoulement sera fixŽ et l'on cherchera ˆ dŽcrire les mŽcanismes d'amplification du champ. L'un des objectifs du projet sera de reproduire les inversions de polaritŽs magnŽtique observŽes en laboratoire.

 

 

 

Description : escriptionDescription : escription

 

 

 

 

 

Einstein's Teacup

 

Emmanuel Dormy

 

MEC552 MŽcanique des Fluides NumŽrique

 

 

 

L'Žcoulement dans une tasse de thŽ est loin d'tre aussi simple qu'on pourrait le penser. Il est assez contre-intuitif que les feuilles de thŽ situŽes au fond de la tasse se rassemblent au centre. La rŽponse ˆ cette Žnigme a ŽtŽ apportŽe par A. Einstein. Nous construirons un modle numŽrique permettant de rendre compte de ce phŽnomne.

 

 

Description : escription

 

 

 

3D Printed porous polymers subjected to uniaxial loads

 

Kostas Danas

 

MEC557

 

Porous polymers are composite rubbers, as shown in the figure, whose mechanical properties can be changed by the application of external mechanical fields. They are part of a novel and fast-growing family of materials (printed materials) which can respond, via solid-state electronics and modern control algorithms, to changes in their environment. These recently discovered materials are finding an increasing number of applications in aerospace, automotive, civil and electrical engineering fields as actively adaptive lenses, man/machine tactile interfaces, vibration damping devices, variable stiffness mounts and so on. The distinguishing feature of these composite material sytems is the well controlled micro and mesostructure since it derives directly from mathematical algorithms of sphere distributions. Subsequently, the obtained virtual geometries can be printed in a recently obtained 3D printer of high quality. The printed specimens can then be tested experimentally but also analyzed numerically under given boundary conditions. The goal of the proposed work is a numerical and experimental investigation of these materials, making use of recently developed codes and fabrication processes  (including 3D printing) that are able to reproduce several microstructural configurations as shown in the Figure. This rather novel research subject will provide the student with an advanced knowledge of finite element analysis and polymer testing (including 3D printing) as well as an opportunity to broaden her/his qualifications in new but fast-growing industrial areas (electronic industry, photovoltaics, haptics etc).

 

 

 

 

3D printed materials with negative Poisson ratios: a numerical and experimental study

 

Kostas Danas

 

MEC563/MEC557

 

When materials are compressed along a particular axis they are most commonly observed to expand in directions orthogonal to the applied load. The property that characterizes this behavior is the PoissonÕs ratio, which is defined as the ratio between the negative transverse and longitudinal strains. The majority of materials are characterized by a positive PoissonÕs ratio, which is approximately 0.5 for rubber and 0.3 for glass and steel. Materials with a negative PoissonÕs ratio will contract (expand) in the transverse direction when compressed (stretched) and, although they can exist in principle, demonstration of practical examples is relatively recent. Very recently, the results of a combined experimental and numerical investigation demonstrated that mechanical instabilities in 2D periodic porous structures could trigger dramatic transformations of the original geometry. Specifically, uniaxial loading of a square array of circular holes in an elastomeric matrix is found to lead to a pattern of alternating mutually orthogonal ellipses. This results from an elastic instability above a critical value of the applied strain. The geometric reorganization observed at the instability is both reversible and repeatable and it occurs over a narrow range of the applied load. Thus, this behavior provides opportunities for transformative materials with properties that can be reversibly switched. Similar instability induced pattern transformations have been observed also at the sub-micrometer scale. These observations pave the way for the development of a new class of materials, which take advantage of such behavior. The goal of the study is to analyze numerically using the finite element method and test experimentally such materials made of polymers and holes.

 

 

 

 

 

Les tours Ç anti-sismiques È

 

Jean-Franois Semblat

 

MEC568 Ç Structural dynamics È

 

Analyse de la rŽponse dynamique de structures munies de dispositifs parasismiques (oscillateur, amortisseurÉ)

Analyse numŽrique / expŽrimentale

 

Description : C:\semblat\enseign\Xmeca\projstruct\tfc.jpg 

 

 

Tenue au vent des ponts

 

Jean-Franois Semblat

 

MEC568 Ç Structural dynamics È

 

Analyse de la tenue au vent des ponts souples (couplages aŽroŽlastiques, vitesses critiques de flottementÉ)

 

 

 

 

 

 

Simulation numérique de la fissuration

 

Martin Genet et Jean-Jacques Marigo

 

 MEC551

 

Dans le cadre du cours MEC551, on étudie la mécanique de la rupture, c'est-à-dire la mécanique de la propagation des fissures dans les matériaux solides. Dans ce projet on s'attachera mettre en oeuvre la théorie en simulant (par éléments finis) la rupture de structures simples (bidimensionnelles). On se focalisera notamment sur la modélisation du trajet de fissuration, des branchements, etc.

 


 

Dynamique des éoliennes en mer

 

Martin Genet

 

 

Les éoliennes en mer sont soumises à des chargements dynamiques complexes de la houle et du vent. Pour mieux comprendre la dynamique d'un tel système, un modèle numérique sera développé, basé sur la théorie des poutres en grandes rotations/grandes déformations. Ce modèle permettra notamment d'étudier les différents couplages et les implications sur le dimensionnement.


 

Approximation temps-espace pour la corrélation d'images par éléments finis

 

Martin Genet

 

 

La corrélation d'images par éléments finis permet d'extraire le mouvement (déplacement & déformation) d'un solide à partir d'images (notamment IRM) éventuellement fortement bruités, en introduisant une régularisation à fort contenu mécanique. Ici on s'attachera à introduire une régularisation dynamique dans un code aujourd'hui à la régularisation statique. Une représentation temps-espace des champs sera utilisée pour accélérer la résolution numérique.