Sensitivity analysis of optimal transient growth for turbulent boundary layers

Structural approaches based on modal decomposition of the flow dynamics have gained acceptance for a wide variety of turbulent shear flows. In this context, a singular value decomposition associated with a governing operator, aiming to model the linear amplification of coherent structures, is used to reproduce some fundamental motions in a turbulent boundary layer. In particular, as already found by Cossu et al. (2009), elongated streaky structures scaled in inner and outer units are identified. The sensitivity of these singular values to a mean flow modification is analysed. It is illustrated that the linear amplification of very large-scales which populate the outer motion is not affected when the leading singular value associated with the inner layer is damped. Moreover, we notice that the resulting optimal mean flow deviation is consistent with findings of Xu et al. (2007) in which the active control of a turbulent boundary layer is studied through direct numerical simulations

Industrial fluxless laser weld-brazing process of steel to aluminium athigh brazing speed

tAA6016-T4 aluminium and DX56D + Z140M steel sheets were joined by fluxless laser weld-brazing pro-cess in industrial conditions and at high brazing speed reaching 6 m/min with ER4043 AlSi5filler wire. Theconfiguration studied corresponds to an automotive roof/body-side bond application. For each configu-ration the energy and feeding rate are computed. The resulted intermetallic layer at the Fe–Al interfaceand its morphology are investigated through hardness, optical microscopy, EDS and EBSD analysis. Themaximum thickness of the intermetallic layer is measured for each configuration. The associated mechan-ical strength is quantified to evaluate the potential of different configurations for an high brazing speedindustrial application. Both, thin and thick intermetallic layer presents specific crystallographic orienta-tion. Thin layer presents a small grains microstructures in the opposite of thick layer with bigger grains.For some samples, specific orientations of the intermetallic needles are observed. The configuration withenergy of 600 J/cm and a feeding rate of 1.125 (unit-less) stands out as the most significant with anaveraged mechanical strength of 101% of the mechanical properties of the filler wire and intermetalliclayer with thickness bellow 2 m. Mechanical fractures are no longer observed at the Fe–Al interface butoccurred in the welded area, between the seam and the aluminium sheet

Contribution to the qualification of the industrial steel-aluminium laser brazing process at high brazing speed

L’allégement des véhicules est un objectif incontournable dans l’industrie automobile. Parmi les voies exploitées par les constructeurs, le déploiement d’alliages d’aluminium pour le pavillon permet un allégement de plusieurs kilogrammes. C’est pourquoi, le procédé de soudo-brasage laser occupe une place de choix pour l’assemblage hétérogène pavillon aluminium/caisse acier. Cependant, en plus des problèmes liés à l’hétérogénéité du joint soudé (formation de composés intermétalliques par exemple), des difficultés inhérentes à la production en grande série émergent : un environnement avec de fortes contraintes industrielles, un niveau de conformité élevé et robuste ainsi qu’une cadence de production imposant des grandes vitesses de soudo-brasage comprises entre 4 et 6 m/min et adaptée à des configurations exploitables industriellement. L’objectif de ce travail de thèse est de conduire une analyse physique et technologique du process de soudo-brasage laser pour un assemblage hétérogène allégé pavillon/caisse. Dans un premier temps, un ensemble d’hypothèses sur l’influence de la physique du procédé, des variables process et de l’environnement d’étude sur la conformité et la reproductibilité de ces assemblages furent établies. Leur validation ensuite a été réalisée par des essais à l’échelle 1 sur une installation laser de production industrielle, prolongée par des analyses de la métallurgie et de la microstructure des assemblages ainsi que d’une simulation numérique du procédé. La physique du procédé en lien avec les paramètres du process de soudo-brasage laser acier/aluminium à haute vitesse a été identifiée. Les variables énergétiques ont montrées un fort impact sur le niveau de conformité atteint ainsi que sur la dispersion des résultats. Celles-ci tendent à influencer fortement les phénomènes physiques mises en jeu et notamment la thermique à l’interface acier/aluminium, impactant directement la formation des composés intermétalliques et leurs microstructures. Différentes tailles de grains ont été observés en fonction des paramètres process, contrôlant ainsi la tenue mécanique des assemblages soudo-brasés. La modulation in fine du cycle thermique de soudo-brasage, piloté par la physique activée du process, permet de discriminer les configurations les plus optimales pour une application industrielle du procédé.Weight reduction of vehicles is a key objective in the automotive industry. Particularly, the use of aluminum alloys for the roof is one of the most promising path studied by manufacturers to save several kilograms. Therefore, the laser brazing process has a place of choice for assembling heterogeneous aluminum roof / steel body-side. However, in addition to issues related to the heterogeneity of the welded joint (formation of intermetallic compounds, for example), issues related to the mass production emerge: an environment with strong industrial constraints, high and robust levels of compliance, a production rate involving high brazing speeds between 4 and 6 m / min and fitting with industrial configurations. The objective of this thesis is to conduct a physical and technological analysis of laser brazing process in the case of a heterogeneous lightweight roof / body-side assembly. Firstly, a set of assumptions about the influence of the physical process, the process variables and the industrial environment on the compliance and the reproducibility of these assemblies are made. Then, validation was conducted by tests at scale 1 on a laser industrial production set-up, extended by analysis of metallurgy and microstructure of assemblies and a numerical simulation of the process. The link between the physical phenomena of the process and the high speed steel-aluminium brazing process parameters has been identified. Energy variables showed a strong impact on the level of compliance achieved and on the dispersion of results. These variables tend to strongly influence the physical phenomena of the process and especially thermal behaviors at the steel / aluminum interface, directly impacting the formation of intermetallic compounds and their microstructures. Different grain sizes were observed depending on the process parameters, influencing hence the mechanical strength of assemblies. Finally, the modulation of the brazing thermal cycle, driven by the activated physical phenomenon of the process, allows bringing out the most optimal configuration for an industrial application of the process

Contribution à la qualification du procédé industriel de soudo-brasage laser acier-aluminium à grande vitesse

Weight reduction of vehicles is a key objective in the automotive industry. Particularly, the use of aluminum alloys for the roof is one of the most promising path studied by manufacturers to save several kilograms. Therefore, the laser brazing process has a place of choice for assembling heterogeneous aluminum roof / steel body-side. However, in addition to issues related to the heterogeneity of the welded joint (formation of intermetallic compounds, for example), issues related to the mass production emerge: an environment with strong industrial constraints, high and robust levels of compliance, a production rate involving high brazing speeds between 4 and 6 m / min and fitting with industrial configurations. The objective of this thesis is to conduct a physical and technological analysis of laser brazing process in the case of a heterogeneous lightweight roof / body-side assembly. Firstly, a set of assumptions about the influence of the physical process, the process variables and the industrial environment on the compliance and the reproducibility of these assemblies are made. Then, validation was conducted by tests at scale 1 on a laser industrial production set-up, extended by analysis of metallurgy and microstructure of assemblies and a numerical simulation of the process. The link between the physical phenomena of the process and the high speed steel-aluminium brazing process parameters has been identified. Energy variables showed a strong impact on the level of compliance achieved and on the dispersion of results. These variables tend to strongly influence the physical phenomena of the process and especially thermal behaviors at the steel / aluminum interface, directly impacting the formation of intermetallic compounds and their microstructures. Different grain sizes were observed depending on the process parameters, influencing hence the mechanical strength of assemblies. Finally, the modulation of the brazing thermal cycle, driven by the activated physical phenomenon of the process, allows bringing out the most optimal configuration for an industrial application of the process.L’allégement des véhicules est un objectif incontournable dans l’industrie automobile. Parmi les voies exploitées par les constructeurs, le déploiement d’alliages d’aluminium pour le pavillon permet un allégement de plusieurs kilogrammes. C’est pourquoi, le procédé de soudo-brasage laser occupe une place de choix pour l’assemblage hétérogène pavillon aluminium/caisse acier. Cependant, en plus des problèmes liés à l’hétérogénéité du joint soudé (formation de composés intermétalliques par exemple), des difficultés inhérentes à la production en grande série émergent : un environnement avec de fortes contraintes industrielles, un niveau de conformité élevé et robuste ainsi qu’une cadence de production imposant des grandes vitesses de soudo-brasage comprises entre 4 et 6 m/min et adaptée à des configurations exploitables industriellement. L’objectif de ce travail de thèse est de conduire une analyse physique et technologique du process de soudo-brasage laser pour un assemblage hétérogène allégé pavillon/caisse. Dans un premier temps, un ensemble d’hypothèses sur l’influence de la physique du procédé, des variables process et de l’environnement d’étude sur la conformité et la reproductibilité de ces assemblages furent établies. Leur validation ensuite a été réalisée par des essais à l’échelle 1 sur une installation laser de production industrielle, prolongée par des analyses de la métallurgie et de la microstructure des assemblages ainsi que d’une simulation numérique du procédé. La physique du procédé en lien avec les paramètres du process de soudo-brasage laser acier/aluminium à haute vitesse a été identifiée. Les variables énergétiques ont montrées un fort impact sur le niveau de conformité atteint ainsi que sur la dispersion des résultats. Celles-ci tendent à influencer fortement les phénomènes physiques mises en jeu et notamment la thermique à l’interface acier/aluminium, impactant directement la formation des composés intermétalliques et leurs microstructures. Différentes tailles de grains ont été observés en fonction des paramètres process, contrôlant ainsi la tenue mécanique des assemblages soudo-brasés. La modulation in fine du cycle thermique de soudo-brasage, piloté par la physique activée du process, permet de discriminer les configurations les plus optimales pour une application industrielle du procédé

Améliorer sa récupération en sport

En quelques décennies, la récupération du sportif de haut niveau s'est définitivement imposée comme un enjeu majeur. D'une part parce qu'il est essentiel de préserver la santé de l'athlète, d'autre part parce que la réitération de la performance, parfois sur de très courts laps de temps, requiert une parfaite récupération entre les épreuves. Aux méthodes de récupération parfois anciennes - certaines d'entre elles remontent...à l'Antiquité ! - viennent s'ajouter des techniques particulièrement innovantes. À tel point que l'encadrement médical d'un athlète dispose à présent d'un vaste panel de méthodes : récupération active ou passive, étirements, massages, électrostimulation, luminothérapie, aromathérapie, application de chaud ou de froid, cryothérapie, hydrothérapie, sauna, hammam, infrarouges, nutrition et réhydratation… Pour autant, il n'est pas toujours facile de distinguer les méthodes véritablement efficaces des chimères dont certaines peuvent s'avérer inopérantes, voire contre-productives lorsqu'elles sont mal employées. L'INSEP propose donc aujourd'hui un nouvel ouvrage, essentiel pour comprendre ces différentes techniques, et qui permettra aux athlètes, à leurs entraîneurs et à leur encadrement médical de véritablement mettre en œuvre des politiques de récupération efficaces et adaptées aux spécificités de l'athlète, mais aussi à celles de son sport et de son calendrier sportif. Près de 1 650 articles scientifiques du monde entier ont ainsi été analysés et synthétisés afin d'offrir au lecteur des informations fiables, loin de l'empirisme ou des effets de mode qui ne garantissent évidemment pas toujours la réussite... Du haut de ses vingt-trois chapitres, cet ouvrage nous invite à une nouvelle orientation dans la compréhension des processus de récupération chez le sportif. En complément de cette analyse pertinente des différentes méthodes de récupération, quelques études de cas mettant le sportif au cœur du dispositif de récupération, viennent éclairer nos zones d'ombre et ainsi améliorer notre connaissance de la récupération en sport