Modélisation des propriétés thermomécaniques effectives de dépôts élaborés par projection thermique

Dans la présente étude, la conductivité thermique et le module d'élasticité de revêtementsd YPSZ élaborés par projection plasma ont été prédits par modélisations numériques 2D et3D de type différences finies et éléments finis.L'influence de la résolution d'image, de la taille et de la valeur du seuil sur les propriétésprédites du revêtement a été étudiée. En outre, les effets de la méthode numérique et du typede condition aux limites ont été étudiés. En particulier, la quantification de l'effet Knudsen(effet de raréfaction) sur le transfert de chaleur à travers une structure poreuse a été réaliséepar modélisation numérique en combinaison avec l'analyse d'image. Les conductivitéseffectives obtenues par modélisation 3D s'avèrent plus élevées que celles obtenues en 2D, etaussi en meilleur accord avec les résultats mesurés. Une corrélation 2D/3D a été trouvéepour la modélisation de la conductivité thermique : cette corrélation permet de prédire lesvaleurs 3D à partir des valeurs calculées en 2D.In the present study, the thermal conductivity and elastic modulus of thermal spray YPSZcoatings were predicted by 2D and 3D finite differences and finite elements numericalmodeling based on cross-sectional images.The influence of the image resolution, size and threshold on the predicted properties of thecoating was studied. Moreover, the effects of the numerical method and of the boundarycondition were investigated. In particular, the quantification of the Knudsen effect(rarefaction effect) on the heat transfer through a porous structure was realized by numericalmodeling in combination with image analysis. The predicted thermal conductivities obtainedby 3D modeling were found to be higher than those obtained by 2D modeling, and in betteragreement with the measured results. A 2D/3D correlation was sucessfully found for themodeling of thermal conductivity: this correlation allows predicting 3D computed valuesfrom 2D ones.BELFORT-UTBM-SEVENANS (900942101) / SudocSudocFranceF

Modélisation des propriétés thermomécaniques effectives de dépôts élaborés par projection thermique

In the present study, the thermal conductivity and elastic modulus of thermal spray YPSZcoatings were predicted by 2D and 3D finite differences and finite elements numericalmodeling based on cross-sectional images.The influence of the image resolution, size and threshold on the predicted properties of thecoating was studied. Moreover, the effects of the numerical method and of the boundarycondition were investigated. In particular, the quantification of the Knudsen effect(rarefaction effect) on the heat transfer through a porous structure was realized by numericalmodeling in combination with image analysis. The predicted thermal conductivities obtainedby 3D modeling were found to be higher than those obtained by 2D modeling, and in betteragreement with the measured results. A 2D/3D correlation was sucessfully found for themodeling of thermal conductivity: this correlation allows predicting 3D computed valuesfrom 2D ones.Dans la présente étude, la conductivité thermique et le module d'élasticité de revêtementsd’YPSZ élaborés par projection plasma ont été prédits par modélisations numériques 2D et3D de type différences finies et éléments finis.L'influence de la résolution d'image, de la taille et de la valeur du seuil sur les propriétésprédites du revêtement a été étudiée. En outre, les effets de la méthode numérique et du typede condition aux limites ont été étudiés. En particulier, la quantification de l'effet Knudsen(effet de raréfaction) sur le transfert de chaleur à travers une structure poreuse a été réaliséepar modélisation numérique en combinaison avec l'analyse d'image. Les conductivitéseffectives obtenues par modélisation 3D s'avèrent plus élevées que celles obtenues en 2D, etaussi en meilleur accord avec les résultats mesurés. Une corrélation 2D/3D a été trouvéepour la modélisation de la conductivité thermique : cette corrélation permet de prédire lesvaleurs 3D à partir des valeurs calculées en 2D

Modelling of the effective thermomechanical properties of thermal spray coatings

Dans la présente étude, la conductivité thermique et le module d'élasticité de revêtementsd’YPSZ élaborés par projection plasma ont été prédits par modélisations numériques 2D et3D de type différences finies et éléments finis.L'influence de la résolution d'image, de la taille et de la valeur du seuil sur les propriétésprédites du revêtement a été étudiée. En outre, les effets de la méthode numérique et du typede condition aux limites ont été étudiés. En particulier, la quantification de l'effet Knudsen(effet de raréfaction) sur le transfert de chaleur à travers une structure poreuse a été réaliséepar modélisation numérique en combinaison avec l'analyse d'image. Les conductivitéseffectives obtenues par modélisation 3D s'avèrent plus élevées que celles obtenues en 2D, etaussi en meilleur accord avec les résultats mesurés. Une corrélation 2D/3D a été trouvéepour la modélisation de la conductivité thermique : cette corrélation permet de prédire lesvaleurs 3D à partir des valeurs calculées en 2D.In the present study, the thermal conductivity and elastic modulus of thermal spray YPSZcoatings were predicted by 2D and 3D finite differences and finite elements numericalmodeling based on cross-sectional images.The influence of the image resolution, size and threshold on the predicted properties of thecoating was studied. Moreover, the effects of the numerical method and of the boundarycondition were investigated. In particular, the quantification of the Knudsen effect(rarefaction effect) on the heat transfer through a porous structure was realized by numericalmodeling in combination with image analysis. The predicted thermal conductivities obtainedby 3D modeling were found to be higher than those obtained by 2D modeling, and in betteragreement with the measured results. A 2D/3D correlation was sucessfully found for themodeling of thermal conductivity: this correlation allows predicting 3D computed valuesfrom 2D ones

Assessment of Vigilance Level during Work: Fitting a Hidden Markov Model to Heart Rate Variability

This study aimed to enhance the real-time performance and accuracy of vigilance assessment by developing a hidden Markov model (HMM). Electrocardiogram (ECG) signals were collected and processed to remove noise and baseline drift. A group of 20 volunteers participated in the study. Their heart rate variability (HRV) was measured to train parameters of the modified hidden Markov model for a vigilance assessment. The data were collected to train the model using the Baum–Welch algorithm and to obtain the state transition probability matrix A^ and the observation probability matrix B^. Finally, the data of three volunteers with different transition patterns of mental state were selected randomly and the Viterbi algorithm was used to find the optimal state, which was compared with the actual state. The constructed vigilance assessment model had a high accuracy rate, and the accuracy rate of data prediction for these three volunteers exceeded 80%. Our approach can be used in wearable products to improve their vigilance level assessment functionality or in other fields that have key positions with high concentration requirements and monotonous repetitive work

Friction reactions induced by selective hydrogenation of textured surface under lubricant conditions

Abstract The passivation of hydrogen atoms and the conformation of textured surfaces under oil-lubricated conditions are effective strategies to obtain amorphous carbon (a-C) films with extremely low friction. It is critical to understanding the influence mechanism of selective surface hydrogenation on the tribological behaviors of textured a-C film under oil-lubricated conditions. In particular, the interactions of hydrogen atoms and lubricants are confusing, which is enslaved to the in situ characterization technique. The reactive molecular dynamics (RMD) simulations were conducted to analyze the friction response of textured a-C films with selective hydrogenation surfaces under oil-lubricated conditions. The results indicate that the existence of hydrogen atoms on specific bump sites significantly decreases the friction coefficient (μ) of textured a-C film, which is highly dependent on the surface hydrogen content. The repulsion between hydrogen atoms and lubricant molecules prompts the formation of a dense lubricant film on the surface of the mating material. Interestingly, with the enhancement of the surface hydrogen content, the passivation of the friction interface and the repulsion between hydrogen atoms and lubricants play dominant roles in reducing the friction coefficient instead of hydrodynamic lubrication