Finite volume analysis of reinforced concrete structure cracking using a thermo-plastic-damage model

This paper proposes modifications to the phenomenological model formulation called CDPM2, developed by Grassl et al. [1]. The proposed modifications are designed to enhance model performance with coupling to temperature effects. A very strong coupling between nonlinear elasticity, plasticity, nonlocal damage evolution and temperature gradient is used to simulate arbitrary crack propagation. The use of FVM to model solid damage is a numerical challenge. This approach presents some advantages such as: ensuring that discretization is conservative even when the geometry is changing; providing a simple formulation that can be obtained directly from a difference method; and employing unstructured meshes. Most authors have neglected the nonlinearity of concrete in the elastic domain from the start of loading to the plastic domain. In this paper we confirm that concrete rheology is not linear even under low loading. Also, since the so-called fracture energy is a key parameter needed to determine the size of cracks and how they propagate in space, we consider that the fracture energy is both material and geometrical parameter dependent. For this reason, we developed a new approach which includes adaptive mesh, nonlinear rheology and thermal effects to re-calculate fracture energy at each time step. Many authors use a constant value obtained from experiments to calculate fracture energy; others use a numerical correlation. In this study, the fracture energy parameter is not constant and can vary with temperature or/and with a change in geometry due to concrete failure. As is well known, the mesh quality of complex geometries is very important for making accurate predictions. A new meshing tool was developed using the C++ programming language. This tool is faster, more accurate and produces a high-quality structured mesh. The predictions obtained were compared to a wide variety of experimental data and showed good agreement

Virtual reality 3d simulation of fluide-particle interaction

A phenomenological, pore-scale, virtual reality hydrodynamics laboratory, called SimSols, is being developed to simulate in 3D the processes that saturated and unsaturated soils undergo under static and dynamic loads. The main objective of the virtual laboratory is to explore the various features of porous media, in order to enhance our understanding of the processes at work at micro level and their influence at macro level. SimSols will mimic the phenomena observed in the soil, which will enhance earthwork design and explain atypical behaviors by providing a better understanding of these phenomena through visualization and without the usual challenges involved in studying them. Early virtual laboratory results have been validated by a series of experiments carried out at the École de Technologie Supérieure (ÉTS) in Montreal (QC), Canada. This paper presents 3D cases involving the interaction of glass beads with viscous fluid

3D virtual laboratory for geotechnical applications: another perspective

Discrete element methods are important tools for investigating the mechanics of granular materials. In two dimensions, the reliability of these numerical approaches is increasingly being challenged, because they cannot take into account all the factors involved in the behavior of a granular medium. With new concepts, such as high performance parallel computing and 3D visualization, it is now possible to conduct numerical simulations of granular materials made up of several thousands of particles, and also to follow the evolution of the various parameters involved in the behavior of a granular medium. Experimental tests have been carried out to validate the results obtained by using a virtual laboratory. This paper presents the earlier results obtained in our 3D Virtual Laboratory on the response of specimens of glass beads of uniform size during shear tests. Good agreement was achieved between the virtual simulations and the experimental tests. This work highlights the possibility of using a new 3D virtual laboratory for dynamic simulation. This approach could be of significant value in improving the verification, validation, and communication of the simulation results of discrete element methods, which can in turn make the simulations more credible and thus useful in decision making

Indoor Lighting Study: case of UDES’ Solar Smart House Bou-Ismail-Algeria

In the residential sector, the energy consumed for lighting represents an important amount of the total energy consumption in a typical house. In this paper, a lighting system in a solar smart house prototype in Bou-Ismail, Algeria, has been studied. This study focuses on the optimization of lighting and the energy consumption in the house, where the experimental and the simulation of the light distribution in the house was carried out using DIALux software. The purpose is to find the most suitable devices that are able to reduce lighting energy consumption and still ensure an optimal visual comfort inside the house. The obtained results show the efficiency of the proposed lighting system, where a reduction in energy consumption of 55.87% has been achieved

Vers des architectures cloud efficaces et sécurisées : application aux réseaux électriques intelligent, IoT et SDN VANET

Les technologies du Cloud computing ont attiré l'attention des gouvernements, industriels et chercheurs, car elles offrent un potentiel énorme en termes d'efficacité de traitement, de capacité de stockage et de disponibilité. Cependant, elles présentent des défis particuliers qui entravent l'intégration du Cloud dans des nouvelles technologies émergentes. Ce travail présente trois applications principales du cloud computing. La première application concerne la gestion de l’énergie des réseaux électrique intelligents. Nous proposons trois contributions principales: 1) un nouveau modèle pour la planification de plug-in des véhicules électriques EVs basé sur une architecture cloud, 2) afin de réduire les coûts de la production d’énergie, nous proposons un modèle de tarification dynamique en temps réel, 3) pour sécuriser l’infrastructure de comptage intelligent de la consommation d’électricité contre les attaques d’injection de fausse informations, nous proposons un nouveau système de sécurité, appelé SecMetering. La deuxième application est conçue pour le traitement des données de l'Internet des objets industriels ; nous proposons une nouvelle architecture décentralisée basée sur un fog hiérarchique. La troisième application concerne les réseaux véhiculaires. Nous proposons deux nouvelles architectures : 1) une architecture fog hiérarchique basée sur SDN, appelé HSVF, 2) une architecture qui utilise le réseau sans fil 5G basé sur SDN pour améliorer les performances de la conduite autonome.Cloud computing technologies have seized the attention of different governments, industries, and academic institutions as they offer tremendous potential for new business opportunities in terms of scheduling efficiency, storage capacity, and availability. Yet, they have particular challenges that hinder cloud integration in new emerging technologies and systems. This work presents three principals applications of Cloud computing. The first application issue is for smart grid energy management. It proposes three principal contributions: 1) considering the scheduling of electric vehicles (EVs) energy demands for charging and discharging as a case study, we propose a new energy scheduling model for smart grid based on Cloud computing, 2) in order to reduce the energy cost and energy peak loads, we propose a real-time dynamic pricing policy, 3) to secure energy smart metering infrastructure against false data injection attacks in smart grid environment, we propose a new security scheme, labeled SecMetering. SecMetering is based on hierarchical and distributed intrusion detection system. The second application is designed for scheduling industrial internet of things data; we propose a new hierarchical and decentralized Fog architecture. The third application concerns vehicular networks. We propose two new architectures based on distributed SDN: 1) a hierarchical SDN-based wireless vehicular Fog, labeled HSVF, 2) a framework that uses 5G networks based SDN to enhance the performance of autonomous driving applications

Application des jauges extensométriques à corde vibrante et de la jauge Tensmeg dans l'instrumentation des ancrages injectés dans le roc

Les ancrages injectés dans le roc connaissent une utilisation accrue dans les projets de génie civil ou de génie minier, comme éléments structuraux dans des travaux de soutènement ou de stabilisation d'ouvrages en surface ou souterrains. Cependant, le comportement de ces éléments structuraux demeure très complexe au vu des paramètres qui interviennent lors de leur conception, installation et service (propriétés physico-mécaniques des tirants, des produits de scellement et du roc, hétérogénéités du milieu encaissant, modes d'interaction avec l'ouvrage, types de sollicitations, vieillissement et dégradation des matériaux, etc.). Il est donc important de suivre l'évolution du comportement d'un ancrage injecté durant sa durée de vie. Ce suivi peut être effectué à l'aide de jauges de déformation fiables, durables et précises installées le long de l'ancrage. Les données recueillies à partir de ces instruments seront très utiles dans la prédiction du comportement de l'ouvrage stabilisé. Dans ce contexte, une étude expérimentale en laboratoire, comprenant des essais d'arrachement sur des modèles d'ancrages instrumentés et en grandeur nature a été entreprise. Deux types de tirants ont été utilisés dans ces travaux: une barre d'acier crénelée Dywidag de diamètre d ≈ 36 mm et un toron d'acier à 7 fils (câble d'ancrage) de diamètre d ≈ 15,2 mm. L'instrumentation des barres a été réalisée avec des jauges de déformation à corde vibrante et celle des câbles avec des jauges de déformation TENSMEG. Les modèles d'ancrages, testés en laboratoire, sont constitués de blocs de béton cylindriques ayant un diamètre de 600 mm et une hauteur de 750 mm, que nous avons superposés les uns sur les autres afin d'atteindre les longueurs ancrées projetées. Pour le cas des ancrages constitués de câbles d'acier, nous avons utilisé pour le milieu encaissant deux bétons ayant des modules d'élasticité différents. Ceci a permis d'examiner l'influence du module d'élasticité sur la distribution des tensions le long du câble injecté sous chargement. Pour examiner la performance de ces instruments de mesure, nous avons effectué des essais de calibration ainsi que des essais d'arrachement sur les tirants instrumentés. Les essais d'arrachement comprennent notamment des essais statiques à chargement monotone, des essais, de fluage (ancrage soumis à une charge maintenue constante) et des essais de relaxation (blocage d'une charge en tête de l'ancrage). Cette étude a montré que les jauges de déformation utilisées sont très performantes. Ainsi, les profils de distribution des charges le long de l'ancrage obtenus à partir de lectures sur ces instruments sont analogues à ceux obtenus lors d'études antérieures incluant des ancrages instrumentés à l'aide de jauges extensométriques électriques. Par ailleurs, une bonne corrélation a été observée entre ces profils et ceux que l'on obtiennent à partir d'études numériques par éléments finis

3D Numerical Simulations of Particle-Water Interaction Using Virtual Approach

Three dimensional flow of Newtonian fluid through porous media consisting of multi-sized perfect spherical beads is numerically simulated. Porous media was virtually generated randomly in accordance with a particle size distribution, and all physical features of the porous media are fully represented and considered in order to closely mimic the heterogeneity of the porous media. Simulations show that smallest particles have a strong effect on streamlines shape by imposing small pores and small throats and provide the shortest path. The third dimension has also an effect that allows the streamlines to follow the least resistant path where the lowest energy is required to produce the motion of fluid particle. With the 3D images accomplished, the proposed model provide a three dimensional representation of the streamlines and their velocity magnitude. Unfortunately, the current results don’t agree well with those proposed in the literature. So there is a strong need to verify these results by moreRoubtsova Varvara, Chekired Mohamed. 3D Numerical Simulations of Particle-Water Interaction Using Virtual Approach. In: SimHydro 2014. New Trends in Simulation. 11-13 June 2014 Ecole Polytech’ Nice (France) 2014

Vers des architectures cloud efficaces et sécurisées : application aux réseaux électriques intelligent, IoT et SDN VANET

Cloud computing technologies have seized the attention of different governments, industries, and academic institutions as they offer tremendous potential for new business opportunities in terms of scheduling efficiency, storage capacity, and availability. Yet, they have particular challenges that hinder cloud integration in new emerging technologies and systems. This work presents three principals applications of Cloud computing. The first application issue is for smart grid energy management. It proposes three principal contributions: 1) considering the scheduling of electric vehicles (EVs) energy demands for charging and discharging as a case study, we propose a new energy scheduling model for smart grid based on Cloud computing, 2) in order to reduce the energy cost and energy peak loads, we propose a real-time dynamic pricing policy, 3) to secure energy smart metering infrastructure against false data injection attacks in smart grid environment, we propose a new security scheme, labeled SecMetering. SecMetering is based on hierarchical and distributed intrusion detection system. The second application is designed for scheduling industrial internet of things data; we propose a new hierarchical and decentralized Fog architecture. The third application concerns vehicular networks. We propose two new architectures based on distributed SDN: 1) a hierarchical SDN-based wireless vehicular Fog, labeled HSVF, 2) a framework that uses 5G networks based SDN to enhance the performance of autonomous driving applications.Les technologies du Cloud computing ont attiré l'attention des gouvernements, industriels et chercheurs, car elles offrent un potentiel énorme en termes d'efficacité de traitement, de capacité de stockage et de disponibilité. Cependant, elles présentent des défis particuliers qui entravent l'intégration du Cloud dans des nouvelles technologies émergentes. Ce travail présente trois applications principales du cloud computing. La première application concerne la gestion de l’énergie des réseaux électrique intelligents. Nous proposons trois contributions principales: 1) un nouveau modèle pour la planification de plug-in des véhicules électriques EVs basé sur une architecture cloud, 2) afin de réduire les coûts de la production d’énergie, nous proposons un modèle de tarification dynamique en temps réel, 3) pour sécuriser l’infrastructure de comptage intelligent de la consommation d’électricité contre les attaques d’injection de fausse informations, nous proposons un nouveau système de sécurité, appelé SecMetering. La deuxième application est conçue pour le traitement des données de l'Internet des objets industriels ; nous proposons une nouvelle architecture décentralisée basée sur un fog hiérarchique. La troisième application concerne les réseaux véhiculaires. Nous proposons deux nouvelles architectures : 1) une architecture fog hiérarchique basée sur SDN, appelé HSVF, 2) une architecture qui utilise le réseau sans fil 5G basé sur SDN pour améliorer les performances de la conduite autonome