Maîtrise de la robustesse de systèmes dynamiques non-linéaires vis-à-vis de paramètres imprécis : application à l'optimisation de suspensions GMP en phase d'avant-projet

In preliminary projects, numerical optimization techniques allow to obtain efficient solutions rapidly and at lower cost. The aim of such tools is to search and obtain the best design. For a few years, methods of simulation integrating the inaccuracies inherent in the realization of the manufactured goods have been developed. The purpose is then to study the robustness of the solutions with respect to the variability of the parameters of the model. In order to improve the quality of the products it is now essential to take both efficiency and robustness into account. In this study we propose a new robust optimization strategy which allows to handle several objective functions for the improvement of dynamic behaviour of mechanical systems in the design step. The proposed methodology is based on multi-objective optimization method and takes parameters imprecision into account using second-order approximation. Coupling both those methods is justified by the common use of sensitivities. Then, an application on a powertrain mounting system has been performed using this tool. For this industrial test case, new robust and optimal designs have been obtained and validated.En conception d’avant projet, les impératifs de rapidité et de réduction des coûts sont à l’origine du recours quasi-systématique aux techniques d’optimisation numérique. La conception la plus performante est ici l’objectif principal recherché. Depuis quelques années, les chercheurs et les industriels s’intéressent à des méthodes de simulation intégrant les imprécisions inhérentes à la réalisation des produits manufacturés. L’objectif est alors d’étudier la robustesse des solutions vis-à-vis de la variabilité des paramètres du modèle. Les produits n’étant jamais le reflet exact de la conception optimale retenue, il s’avère aujourd’hui essentiel de coupler ces deux approches pour répondre également aux exigences de qualité. Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la définition d’une stratégie d’optimisation robuste répondant à des objectifs multiples et adaptée au dimensionnement dynamique de systèmes mécaniques en phase d’avant projet. La méthodologie proposée s’appuie sur des techniques d’optimisation éprouvées et intègre les imprécisions via des méthodes de réanalyse exploitant des développements en série. Le choix de ces deux approches est justifié par l’utilisation commune des techniques de sensibilité, permettant ainsi des gains de temps. La méthodologie a été appliquée au dimensionnement fonctionnel d’une suspension de groupe motopropulseur (GMP). Cet ensemble mécanique présente en effet des contraintes de dimensionnement multiples et antagonistes associées à des variabilités d’une partie de ses constituants. Sur ce cas industriel, la méthodologie a permis de déterminer et de valider des solutions nouvelles garantissant une stabilité des performances

Maîtrise de la robustesse de systèmes dynamiques non-linéaires vis-à-vis de paramètres imprécis (application à l'optimisation de suspensions GMP en phase d'avant-projet)

In preliminary projects, numerical optimization techniques allow to obtain efficient solutions rapidly and at lower cost. The aim of such tools is to search and obtain the best design. For a few years, methods of simulation integrating the inaccuracies inherent in the realization of the manufactured goods have been developed. The purpose is then to study the robustness of the solutions with respect to the variability of the parameters of the model. In order to improve the quality of the products it is now essential to take both efficiency and robustness into account. In this study we propose a new robust optimization strategy which allows to handle several objective functions for the improvement of dynamic behaviour of mechanical systems in the design step. The proposed methodology is based on multi-objective optimization method and takes parameters imprecision into account using second-order approximation. Coupling both those methods is justified by the common use of sensitivities. Then, an application on a powertrain mounting system has been performed using this tool. For this industrial test case, new robust and optimal designs have been obtained and validated.En conception d avant projet, les impératifs de rapidité et de réduction des coûts sont à l origine du recours quasi-systématique aux techniques d optimisation numérique. La conception la plus performante est ici l objectif principal recherché. Depuis quelques années, les chercheurs et les industriels s intéressent à des méthodes de simulation intégrant les imprécisions inhérentes à la réalisation des produits manufacturés. L objectif est alors d étudier la robustesse des solutions vis-à-vis de la variabilité des paramètres du modèle. Les produits n étant jamais le reflet exact de la conception optimale retenue, il s avère aujourd hui essentiel de coupler ces deux approches pour répondre également aux exigences de qualité. Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la définition d une stratégie d optimisation robuste répondant à des objectifs multiples et adaptée au dimensionnement dynamique de systèmes mécaniques en phase d avant projet. La méthodologie proposée s appuie sur des techniques d optimisation éprouvées et intègre les imprécisions via des méthodes de réanalyse exploitant des développements en série. Le choix de ces deux approches est justifié par l utilisation commune des techniques de sensibilité, permettant ainsi des gains de temps. La méthodologie a été appliquée au dimensionnement fonctionnel d une suspension de groupe motopropulseur (GMP). Cet ensemble mécanique présente en effet des contraintes de dimensionnement multiples et antagonistes associées à des variabilités d une partie de ses constituants. Sur ce cas industriel, la méthodologie a permis de déterminer et de valider des solutions nouvelles garantissant une stabilité des performances.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF

Search for intermediate-mass black hole binaries in the third observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo

International audienceIntermediate-mass black holes (IMBHs) span the approximate mass range 100−105 M⊙, between black holes (BHs) that formed by stellar collapse and the supermassive BHs at the centers of galaxies. Mergers of IMBH binaries are the most energetic gravitational-wave sources accessible by the terrestrial detector network. Searches of the first two observing runs of Advanced LIGO and Advanced Virgo did not yield any significant IMBH binary signals. In the third observing run (O3), the increased network sensitivity enabled the detection of GW190521, a signal consistent with a binary merger of mass ∼150 M⊙ providing direct evidence of IMBH formation. Here, we report on a dedicated search of O3 data for further IMBH binary mergers, combining both modeled (matched filter) and model-independent search methods. We find some marginal candidates, but none are sufficiently significant to indicate detection of further IMBH mergers. We quantify the sensitivity of the individual search methods and of the combined search using a suite of IMBH binary signals obtained via numerical relativity, including the effects of spins misaligned with the binary orbital axis, and present the resulting upper limits on astrophysical merger rates. Our most stringent limit is for equal mass and aligned spin BH binary of total mass 200 M⊙ and effective aligned spin 0.8 at 0.056 Gpc−3 yr−1 (90% confidence), a factor of 3.5 more constraining than previous LIGO-Virgo limits. We also update the estimated rate of mergers similar to GW190521 to 0.08 Gpc−3 yr−1.Key words: gravitational waves / stars: black holes / black hole physicsCorresponding author: W. Del Pozzo, e-mail: [email protected]† Deceased, August 2020

Search for gravitational waves from Scorpius X-1 with a hidden Markov model in O3 LIGO data

Results are presented for a semicoherent search for continuous gravitational waves from the low-mass x-ray binary Scorpius X-1, using a hidden Markov model (HMM) to allow for spin wandering. This search improves on previous HMM-based searches of Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory data by including the orbital period in the search template grid, and by analyzing data from the latest (third) observing run. In the frequency range searched, from 60 to 500 Hz, we find no evidence of gravitational radiation. This is the most sensitive search for Scorpius X-1 using a HMM to date. For the most sensitive subband, starting at 256.06 Hz, we report an upper limit on gravitational wave strain (at 95% confidence) of h 95 % 0 = 6.16 × 10 − 26 , assuming the orbital inclination angle takes its electromagnetically restricted value ι = 4 4 ° . The upper limits on gravitational wave strain reported here are on average a factor of ∼ 3 lower than in the second observing run HMM search. This is the first Scorpius X-1 HMM search with upper limits that reach below the indirect torque-balance limit for certain subbands, assuming ι = 4 4 °