Mathematical analysis of a discrete fracture model coupling Darcy flow in the matrix with Darcy-Forchheimer flow in the fracture

We consider a model for flow in a porous medium with a fracture in which the flow in the fracture is governed by the Darcy-Forchheimer law while that in the surrounding matrix is governed by Darcy's law. We give an appropriate mixed, variational formulation and show existence and uniqueness of the solution. To show existence we give an analogous formulation for the model in which the Darcy-Forchheimer law is the governing equation throughout the domain. We show existence and uniqueness of the solution and show that the solution for the model with Darcy's law in the matrix is the weak limit of solutions of the model with the Darcy-Forchheimer law in the entire domain when the Forchheimer coefficient in the matrix tends toward zero

Génératrice à aimants permanents à flux axial à grand diamètre avec entrefer immergé

Cette étude propose une méthode de modélisation et de conception adaptée aux machines à flux axial et à Double Stator (poly-entrefer) destinée à être intégrée comme génératrice pour une hydrolienne RIM-DRIVEN de grande puissance. La particularité du concept RIM-DRIVEN ou à entrainement circonférentiel réside dans le fait que la machine électrique se situe sur la périphérie de l’hélice. De plus, dans cette étude, l’entrefer de la machine est considéré immergé dans l’eau de mer. Les particularités du système imposent de mettre au point des modèles de dimensionnement adaptés. Ainsi, un modèle électromagnétique analytique 2D inversé permettant le calcul des dimensions géométriques principales est présenté. De même, un modèle thermique spécifique aux machines à entrefer immergé est décrit. Ces modèles permettent d’estimer la masse et le coût des parties actives. Cette machine à flux axial est comparée en termes de coûts matières, masses et comportement thermique avec une machine à flux radial à aimants permanents dimensionnée pour un même cahier des charges. Il en ressort clairement que la machine à flux axial double stator est thermiquement moins contrainte que les machines à simple stator

The role of storm flows in concentration of pesticides associated with particulate and dissolved fractions as a threat to aquatic ecosystems - Case study: the agricultural watershed of Save river (Southwest of France)

Measurement of the fluxes of pesticides was carried out for a year, ending in March 2009, in the Save catchment, in the vicinity of Toulouse. The hydrograph separation technique was used to evaluate the respective contribution of stormflow and baseflow in transport of 12 pesticide molecules. Transport of over 59% of pesticides and their controlling factors such as total suspended matter (TSM), particulate organic carbon (POC) and dissolved organic carbon (DOC) occurred during storm periods. Hysteresis patterns could be observed in the concentration-discharge relationships only for some molecules between rising and falling periods of the storm hydrograph. Clockwise hysteresis was noticed for low to moderately soluble pesticide molecules and for particulate fractions, which explains the role of surface runoff in pesticide displacement. In contrast, anticlockwise hysteresis was registered for soluble molecules and dissolved fractions, explaining the role of subsurface flows and soil leaching processes. The important role of TSM, POC and DOC in pesticide transport was clearly established. We also came to the conclusion that the role of stormy periods in pesticide movement and their controlling factors worked as a threat to aquatic ecosystems. And there was a positive relation between riverine TSM, POC, DOC and pesticides according to pesticide properties

Cinema as mnemotechnics

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Étude des propriétés de transport et de mélange dans les écoulements à bulles

Les réacteurs chimiques impliquant une phase liquide et une phase gazeuse sont couramment utilisés dans l'industrie pétrochimique et biologique car les écoulements à bulles ont de très bonnes propriétés de transfert et de mélange. Cela permet de mêler intimement différents composés et d'optimiser les réactions chimiques. Néanmoins, les mécanismes et les phénomènes mis en jeu dans le mélange au sein d'un écoulement à bulles restent encore mal connus. Ce travail a donc consisté à identifier les différents mécanismes de mélange en écoulement à bulles pour réviser le modèle physique de transport des espèces chimiques. Afin de distinguer et séparer les différents mécanismes, le mélange d'un traceur passif a été étudié dans différentes configurations expérimentales. Premièrement, l'étude du mélange dans un écoulement à bulles fortement confiné dans une cellule de Hele-Shaw a permis de mettre en évidence le mélange par capture du traceur dans les sillages. Ce mécanisme de mélange, fortement intermittent et convectif, s'est révélé être incompatible avec un processus purement diffusif. Deuxièmement, l'étude du mélange dans un essaim de bulles homogène tridimensionnel a été entreprise. Au contraire du cas confiné, le mélange, qui est causé par l'agitation induite par les bulles dans le liquide, est bien de nature diffusive. Nous avons donc pu mesurer les coefficients de diffusion effectifs en fonction de la fraction volumique de gaz. Ces coefficients sont différents dans les directions verticale et horizontale, ce qui traduit le caractère anisotrope du mélange. De plus, ils deviennent constants au-delà d'une certaine valeur de fraction volumique. Pour finir, nous avons considéré le mélange dans un essaim inhomogène de bulles, où se développe une boucle de recirculation du liquide. Dans le cas d'une recirculation modérée, la dispersion du traceur peut être estimée en combinant le mélange résultant de l'agitation des bulles avec l'advection par le mouvement moyen du fluide

Yield design formulation for porous media subjected to flow, using approximate pressure field. Calcul à la rupture en présence d'un écoulement : formulation cinématique avec un champ de pression approché

International audienceYield design formulation for porous media subjected to flow, using approximate pressure field. We attempt here to use the kinematic method of yield design in the case of a porous medium subjected to flow (with or without free surface), without looking for the exact solution of the pressure field. The method proposed here is based on the use of approximate pressure fields. In this paper, we show how, under different conditions concerning the yield criterion and the velocity field, the use of such approximate fields allows to obtain a necessary condition for stability without having to find the real pressure field. Nous cherchons ici à utiliser la méthode cinématique du calcul à la rupture dans le cas d'un milieu poreux soumis à un écoulement avec ou sans surface libre sans connaître la solution exacte du champ de pression. La méthode proposée ici repose sur l'utilisation de champs de pression approchés par défaut. Nous montrerons comment sous certaines conditions portant sur le critère de résistance et sur le champ de vitesse utilisé, l'utilisation de tels champs de pression approchés permet d'obtenir une condition nécessaire de stabilité sans avoir à déterminer exactement l'écoulement

Solutions Analytiques de l'Onde de Rupture de Barrage sur Plan Horizontal et Incline

Dam break waves have been responsible for numerous losses and tragedies. The present work is focused on simple solutions of the dam break wave problem using the Saint-Venant equations Theoretical solutions are developed for instantaneous dam break of semi-infinite reservoir in initially-dry channels. Both laminar and turbulent flow conditions are considered. Solutions for horizontal inverts are compared successfully with previous experimental results, and they are then extended to sloping channels. The results yield a series of simple analytical solutions that are well-suited for educational purposes as well as for emergency services