Dans les centrales nucléaires et thermiques, certaines installations sont sujettes à des couplages acousto-mécaniques pouvant nuire fortement à leur bon fonctionnement. La compréhension et la prédiction de ces couplages multi-physiques nécessitent le développement de modèles numériques de très grande précision. Ces modèles sont si coûteux à résoudre qu’il n’est pas envisageable de les utiliser dans des boucles de contrôle ou encore d’optimisation paramétrique. Dans ce manuscrit de thèse, le but est d’exploiter un nombre limité de calculs coûteux pour construire un modèle numérique qui soit de très faible dimension. Ces modèles numériques réduits doivent être capables, en temps réel, de reproduire ces calculs haute-fidélité mais aussi d’extrapoler ces résultats à d’autres points de fonctionnement plus ou moins proches. L’évolution dé petites perturbations compressibles au sein d’un écoulement complexe moyenné est modélisée à partir des équations d’Euler linéarisées dont la nature hyperbolique complique l’application des méthodes de réduction classiques. Les principales problématiques théoriques et numériques qui émergent lors de la construction du système réduit par méthode de projection sont alors exposées. En particulier, les problèmes fondamentaux de la préservation de la stabilité et du contrôle de l’énergie des systèmes réduits sont largement développés et une nouvelle méthode de stabilisation est proposée. Leur sensibilité paramétrique est aussi discutée. Les modèles réduits stables sont ensuite intégrées dans un code de calcul industriel pour prendre en compte des géométries complexes. De plus, la présence de solides dont les parois peuvent être fixes ou mobiles est abordée. En particulier, les petits déplacements de paroi sont modélisés avec une loi de transpiration. Cette condition aux limites est intégrée dans le formalisme du contrôle de façon à lever la difficulté induite par sa non homogénéité. Finalement, les modèles réduits sont exploités pour prédire en temps réel la réponse des systèmes à une loi de contrôle arbitraire. Par exemple, la fréquence et l’amplitude du chargement peuvent varier. Le code de calcul réduit ainsi développé a pour principale vocation de rendre possible des expertises aéroélastiques à faible coût. / In nuclear and thermal power stations, some installations produce acoustics/mechanics coupling which may cause important damage and bad operating performances. Prediction and understanding of these physical phenomena need the development of high-fidelity numerical models which are prohibitive to solve. Therefore, these models cannot be used for control or even parametric optimization applications. In this work, the goal is to use some high-fidelity solutions for building reduced-order models which are able to calculate again these solutions but in real-time, and also to predict solutions for other close configurations. Modelling of compressible disturbances in a complex mean flow is given by hyperbolic linearized Euler equations which create some difficulties to perform classical reduction methods. Theoretical and numerical problems are then introduced when a projection method is applied. In particular, the conservation of stability and the control of energy of reduced-order models are studied and a new stabilization procedure is proposed. Parametric sensitivity is also discussed. Afterwards, stable reduced-order models are developed in an industrial code to consider complex geometries. Furthermore, modelling of solids with fixed or vibrating walls are taken into account. Particularly, small vibrations are modelled thanks to a transpiration law. This boundary condition is implemented in the framework of linear control theory to apply reduction methods. Finally, reduced-order models are tested to predict solutions in real time. For instance, frequency and amplitude of the loading can change. The developed reduced order model should be used for aeroelastic industrial problems with more realistic costs.

iPad自2010年推出以來，佳績不斷，成為史上銷售最快的電子產品，蘋果公司又於2011年乘勝推出iPad2，再次贏得全球矚目，消費者不但是引頸期盼，iPad所到之處更是門庭若市、大排長龍，這不但成為電子產品銷售奇蹟，更為人類閱讀歷史帶來了革命性的改變，為現代人的數位閱讀生活掀起浪潮，iPad影響之大，由此可見一斑。本研究聚焦於iPad進行深入研究，嘗試找到iPad之於此波數位閱讀浪潮，之所以能脫穎而出之原因，以及iPad之於此波數位閱讀浪潮，其所扮演的角色為何？iPad之於數位閱讀浪潮，未來發展趨勢為何？ 本研究採用質化研究法，包括文獻分析法、線上資料整理法，以及深度訪談法，研究整理之後，得到以下結論： iPad之所以能掀起數位閱讀浪潮，究其原因，可分內在與外在因素來看： 一、內在因素：iPad能提供使用者難忘的經驗，以體驗經濟理論來看，這的確符合了Pine & Gilmore的理論：體驗就是創造難忘的經驗，成為消費者美好的回憶，讓其體會到娛樂性、教育性、逃避現實以及一種美學的感受。 二、外在因素：長久以來電子書閱讀器或平板電腦市場已經累積了許多失敗的教訓，這些都成為iPad推出前可供參考的重要資訊，最後是環境的成熟，網際網路的普及、資訊環境的便利、雲端技術的進步等等，正像Malcolm Gladwell所觀察到的，許多變化來得又快又急，就在於觀念、行為、訊息及產品等，像傳染病一般突然間發作蔓延，一旦達到「引爆點」，就會忽然間將時代潮流一口氣往前邁進。 以上內外因素使得iPad具備了天時地利人和的關鍵因素，因此，當iPad一出，立刻造成全球搶購風潮，進而帶來數位閱讀之新氣象。 本研究發現如下： 一、iPad擴大了閱讀的族群，發揮其引導功能 過去不看書，或是過去不碰電子書的人，很可能因為對iPad的好奇，而開始接觸數位閱讀，可以說，iPad擴大了閱讀的人口，許多人隨時隨地瀏覽新聞、雜誌、網頁、書籍，無形之中鼓勵了閱讀風氣，增加了讀書的人口。 二、iPad豐富了閱讀內容：影音加文字、動態與互動 iPad使得閱讀這件事變得廣義而豐富，閱讀不再限於靜態的、文字的、黑白的，而是彩色的、動態的影音內容，甚至有互動的設計，使得閱讀內容多彩多姿。 三、iPad串起了閱讀行為，完成數位閱讀新載體架構 iPad能夠在體積小、行動力強的手機與功能強大的電腦之間，串起讀者的閱讀行為，提供所謂的無縫式閱讀，這都歸因於iPad能提供隨時隨地、隨開隨用的閱讀優勢，讓讀者可以在不同情境下取用資訊，串起現代人的數位閱讀行為，完成了數位閱讀的新載體架構。 iPad使得繁忙的現代人得以運用更簡便、更有效率的方式管理個人的閱讀生活。以數位閱讀的角度來看，iPad可以刺激學習者的動機，提高閱讀者的興趣，單一紙本閱讀的時代已經過去了，現在的人們可以用iPad體驗更豐富更精采的閱讀生活。 本研究建議如下： 一、iPad對閱讀的影響：iPad之於數位閱讀，由於其畫面亮麗、功能豐富，使用者可能會傾向於淺層理解、容易分心，收收E-mail、玩一下遊戲、看一段新聞等，閱讀可能會淪為片段式的所謂的「輕閱讀」，若要深入做學術研究，或是專題報告等，效果如何，不得而知。總之，iPad的確引起了使用者的閱讀興趣，但效果究竟如何，值得後續觀察。 二、iPad對人際關係的影響：iPad之問世，許多人愛不釋手，尤其是App Store，天天都有新玩意兒，人與機器互動的時間增加許多，如此以往，會不會造成人與人之間的疏離感，而且iPad2還有Facetime功能，人對機器講話的機會也增加了，這會不會使人與人相處的臨場感逐漸消失，至終引起社會問題，值得注意。 / iPad, since its launch in 2010, becomes the fastest-selling electronic product in history. Followed by iPad2 in 2011, iPad once again won the global attentions. Wherever iPad goes, numerous consumers wait in long lines. Sales of this electronic product, not only become a miracle, but also brought a revolutionary change into the reading history of mankind. The influence of iPad, is evident. This thesis focused on iPad, trying to find the reason why iPad is so outstanding among all the e-readers? What role is iPad palying in the wave of digital reading? And how iPad will lead the trends in the future of digital reading life of modern people? This study used qualitative research methods, including document analysis, online data compilation method, and depth interviews The important research results are as follows: Why iPad is able to set off a wave of digital reading? The answer can be divided into internal and external factors: (A) Internal factors: iPad offers users a memorable experience. From the experience economic theory point of view, it is indeed in line with the Pine & Gilmore’s theory: to create a memorable experience is the key to satisfy consumers. Let consumers feel entertainment, education, escapism, and an aesthetic experience. (B) external factors: For a long time, e-book readers or tablet PC have ended in failures. All these failures become important informations for iPad’s design. Meanwhile, the maturity of the environment, including the popularity of the Internet, information environment to facilitate the clouds and technological progress, etc., just like Malcolm Gladwell observed that, many changes came too fast and urgent, such as concept, behavior, messages and products. all of a sudden, everything reach the “tipping point”, and it will suddenly move forward the trend of the times in one breath. With internal and external factors, iPad causes a global phenomenon, brings the new digital reading era. What iPad brought into the reading history of mankind?: (A) iPad expanded reading population People who do not read books in the past, or people do not touch e-books before, probably because of the curiosity about iPad, they will start to read books with iPad.In another word, iPad has expanded reading population. More and more people start to read news, magazines, books with iPad, because it is so convenient. (B) iPad enriches the reading content: including audio, video and interactive design iPad makes reading broad and rich. Reading is no longer limited to static, text, black and white, but colorful, filled with video and even interactive. iPad enriches the content-of reading. (C) iPad brought the completion of digital reading behavior of modern people iPad, between the small, mobile cellphones and strong and powerful computers, plays the key role of the readers’ reading behavior, providing the so-called seamless reading, which offer the iPad users to read anytime, anywhere, so that the readers can access informations in different situations. iPad brought the completion of digital reading behavior of people. iPad offers modern people to build a efficient management of individual reading life. iPad can stimulate the readers’ motivation, improve their interest. With iPad, people can experience richer and more exciting reading life. The recommendations are as follows: (A) iPad and Reading: iPad, because of its bright screen, feature-rich, the users might be inclined to shallow understanding. They are easily distracted by collecting E-mail, playing games, and watching a piece of news. This kind of reading become so-called “light reading”. If people want to do further academic research or special reports, iPad is useful or not still remain unknown. It is worth follow-up observation. (B) iPad and interpersonal relationships: iPad is so amazing that many people enjoy using the device, especially the App new stuffs coming up every day. In the future, iPad will cause alienation between people or even cause social problems, we still need to observe it.

Cette thèse est une contribution à l'étude de la turbulence dans le champ proche de la sortie de jets, avec ou sans effets de rotation. Notre dispositif expérimental permet de générer un jet tournant qui se développe en formant une couche de mélange axisymétrique turbulente et dont le nombre de swirl peut être précisément fixé. L'écoulement est caractérisé par PIV stéréoscopique, avec un recours à des acquisitions à haute cadence de manière à résoudre la dynamique des grandes échelles de la turbulence. Nous avons proposé une méthode qui permet de déterminer la vitesse de convection des structures turbulentes et d'estimer la validité de l'approximation de Taylor. Cette étude démontre qu'il est ici légitime de décrire les structures spatiales de la turbulence à partir de mesures temporelle réalisées dans un plan transverse à l'écoulement. Dans le cœur du jet non tournant, une POD confirme la prédominance de modes m=0 et m=1 décrite dans de précédentes études. Le mode m=1 prend plus souvent la forme d'un battement que d'une hélice. Dans la couche de mélange, les tourbillons longitudinaux sont les structures dominantes. Une organisation sous forme de paires de signe opposé orientées radialement est mise en évidence par l'analyse des corrélations doubles de vorticité. L'étude des corrélations vorticité-vitesse donne la position préférentielle de ces tourbillons par rapport aux modes m=0 et m=1. Nous avons alors proposé un scénario d'interaction entre les modes m=0 et m=1, les tourbillons longitudinaux et le champ moyen. Lorsque le nombre de swirl augmente, le taux de croissance et l'énergie cinétique turbulente dans la couche de mélange du jet varient de manière non-monotone. Ceci est dû à des conditions initiales issues du mécanisme de mise en rotation, qui ont un effet contraire à celui de l'alignement du tenseur de Reynolds avec le tenseur des déformations. L'orientation des paires de tourbillons avec le swirl permet d'interpréter dynamiquement l'évolution du tenseur de Reynolds.

Ce travail est consacré au contrôle en boucle fermée des perturbations se développant linéairement dans des écoulements laminaires et incompressibles de types oscillateurs et amplificateurs de bruit. La loi de contrôle, calculée selon la théorie du contrôle LQG, est basée sur un modèle d'ordre réduit de l'écoulement obtenu par projection de Petrov-Galerkin. La stabilisation d'un écoulement de cavité de type oscillateur est traitée dans une première partie. Il est montré que la totalité de la partie instable de l'écoulement (les modes globaux instables) ainsi que la relation entrée-sortie (action de l'actionneur sur le capteur) de la partie stable doivent être captées par le modèle réduit afin de stabiliser le système. Les modes globaux, modes POD et modes BPOD sont successivement évalués comme bases de projection pour modéliser la partie stable. Les modes globaux ne parviennent pas à reproduire le comportement entrée-sortie de la partie stable et par conséquent ne peuvent stabiliser l'écoulement que lorsque l'instabilité du système est initialement faible (nombre de Reynolds proche de la criticité). En revanche, les modes POD et plus particulièrement BPOD sont capable d'extraire la dynamique entrée-sortie stable et permettent de stabiliser efficacement l'écoulement. La seconde partie de ce travail est consacrée à la réduction de l'amplification des perturbations sur une marche descendante. L'influence de la localisation du capteur et de la fonctionnelle de coût sur la performance du compensateur est étudiée. Il est montré que la troncature du modèle réduit peut rendre le système bouclé instable. Finalement, la possibilité de contrôler une simulation non-linéaire avec un modèle linéaire est évaluée.

Les phénomènes non-linéaires présents dans les systèmes thermoacoustiques sont responsables de l'apparition des écoulements continus secondaires qui se superposent aux oscillations acoustiques dominantes, pénalisant l'efficacité des systèmes. L'objectif de cette étude est de caractériser le champ acoustique dans un résonateur contenant un générateur d'onde thermoacoustique et de mettre en évidence les écoulements secondaires. Nous mesurons le champ de vitesse par vélocimétrie par images de particules (PIV). Les premières mesures enregistrées sans relation de phases avec la période acoustique, permettent de reconstruire la composante acoustique sur une période, en réordonnant les vitesses suivant leur phase avec une technique de projection par décomposition aux valeurs singulières (SVD). Celle-ci fait partie d'une batterie de post-traitements qui permettent d'obtenir des résultats concordant avec l'acoustique linéaire. Ils mettent en évidence un contenu harmonique important et le caractère non-linéaire de l'écoulement acoustique. Le calcul du champ de vitesse moyenné en temps montre l'existence d'un écoulement continu différent de celui de Rayleigh-Schlichting. Dans la fenêtre de mesure, il est composé de cellules de convection dont l'extension radiale tend à croître avec le rapport moteur. Il fait aussi apparaître un caractère tridimensionnel. Un deuxième type de mesures PIV synchronisées aux mesures de pression, apporte un complément d'information sur les écoulements secondaires et confirme globalement les résultats obtenus à partir des premières mesures. Cependant ces mesures synchronisées se révèlent moins précises que les premières.

Cette thèse se place dans le cadre de la calibration de modèles réduits d'écoulement à partir de séquences expérimentales acquises par PIV résolue en temps autour d'un profil NACA0012 à différents angles d'incidence et nombres de Reynolds. Un modéle à espace d'état régissant l'évolution des variables d'état du modèle réduit POD-Galerkin et mesurant de manière directe ou indirecte une partie ou l'ensemble de ces variables d'état est alors utilisé. Une première partie est consacrée à l'application d'estimateurs bayésiens issus de l'assimilation séquentielle de données sur le modèle réduit POD-Galerkin linéaire et quadratique dans le cas où l'ensemble des observations est pris en compte. Les estimateurs bayésiens utilisés sont les filtres de Kalman linéaire et d'ensemble EnKF. Ils permettent au modèle réduit de restituer la dynamique de l'écoulement considéré au cours du temps et de reconstruire un pourcentage significatif de l'écoulement. La seconde partie traite de la reconstruction de champs de vitesse manquants après un sous-échantillonnage des données. Les coefficients manquants sont ensuite reconstruits à l'aide de l'algorithme EM. Une dernière partie est consacrée au filtrage stochastique du modèle réduit POD-Galerkin à l'aide du filtre EnKF en fonction d'un signal de tension obtenu par anémométrie à film chaud en aval du profil NACA0012. La PLSR a été mise en place pour définir un opérateur linéaire des observations dans le filtre de Kalman EnKF. Ces méthodes sont ensuite validées expérimentalement pour la reconstruction de champs de vitesse d'écoulements d'une des congurations étudiées.

The most dominating type of company in Sweden is the small-sized business and it usually lacks its own marketing department. The purpose of this paper was to analyze several small Swedish businesses which are specialized in different sectors of the Mechanic/Technology industry but they are similar in terms of having niched products and they are leading companies in the world. The objective was to do research about how small businesses work with marketing despite its lack of resources and capital. This survey has shown that customer contacts, customer relationships and especially for those investigated companies, it was very important to focus on globalization and product development in order to build a Point of Difference.

The complex turbulent flow regimes encountered in many thermal-fluid engineering applications have proven resistant to the effective application of systematic design because of the computational expense of model evaluation and the inherent variability of turbulent systems. In this thesis the integration of the Proper Orthogonal Decomposition (POD) for reduced order modeling of turbulent convection with the application of robust design principles is proposed as a practical design approach. The POD has been used successfully to create low dimensional steady state flow models within a prescribed range of parameters. The underlying foundation of robust design is to determine superior solutions to design problems by minimizing the effects of variation on system performance, without eliminating their causes. The integration of these constructs utilizing the compromise Decision Support Problem (DSP) results in an efficient, effective robust design approach for complex turbulent convective systems. The efficacy of the approach is illustrated through application to the configuration of data center server cabinets. Data centers are computing infrastructures that house large quantities of data processing equipment. The data processing equipment is stored in 2 m high enclosures known as cabinets. The demand for increased computational performance has led to very high power density cabinet design, with a single cabinet dissipating up to 20 kW. The computer servers are cooled by turbulent convection and have unsteady heat generation and cooling air flows, yielding substantial inherent variability, yet require some of the most stringent operational requirements of any engineering system. Through variation of the power load distribution and flow parameters, such as the rate of cooling air supplied, thermally efficient configurations that are insensitive to variations in operating conditions are determined. This robust design approach is applied to three common data center server cabinet designs, in increasing levels of modeling detail and complexity. Results of the application of this approach to the example problems studied show that the resulting thermally efficient configurations are capable of dissipating up to a 50% greater heat load and 15% decrease in the temperature variability using the same cooling infrastructure. These results are validated rigorously, including comparison of detailed CFD simulations with experimentally gathered temperature data of a mock server cabinet. Finally, with the approach validated, augmentations to the approach are considered for multi-scale design, extending approaches domain of applicability.

In this study the dynamical modeling of the unsteady flow over a flapping wing is considered. The technique is based on collecting instantaneous velocity field data of the flow using Particle Image Velocimetry (PIV), applying image processing to these snapshots to locate the airfoil, filling the airfoil and its surface with proper velocity data, applying Proper Orthogonal Decomposition (POD) to these post-processed images to compute the POD modes and time coefficients, and finally fitting a discrete time state space dynamical model to the trajectories of the time coefficients using subspace system identification (N4SID). The procedure is applied using MATLAB for the data obtained from NACA 0012, SD 7003, elliptic airfoil and flat plate, and the results show that the dynamical model obtained can represent the flow dynamics with acceptable accuracy.

Ce mémoire présente une étude de la modélisation POD-Galerkine réduite dans l'objectif du développement d'algorithmes robustes et efficaces de contrôle actif d'écoulements. Les deux premiers chapitres sont consacrés à la définition et au calcul numérique d'une base de modes POD et à la construction formelle de modèles dynamiques réduits par la méthode de Galerkine à partir des équations de Navier-Stokes. Le cas des écoulements incompressibles est traité en détail. Une étude de la modélisation d'un écoulement tridimensionnel turbulent, pour lequel le problème de la modélisation des petites échelles se pose, est ensuite menée : les interactions entre modes POD et les effets de la réduction de la base modale sont analysés qualitativement et quantitativement, à l'aide notamment d'une paramétrisation visqueuse. Dans le chapitre suivant, des méthodes de calibration, qui<br />reposent sur la résolution d'un problème d'optimisation, sont développées afin de pouvoir calculer automatiquement des modèles<br />réduits fiables pour un coût informatique raisonnable.<br />Enfin, le dernier chapitre est consacré au problème du contrôle d'écoulements par des actionneurs de soufflage ou d'aspiration : les stratégies d'exploitation de la modélisation POD-Galerkine pour le contrôle sont abordées, puis des investigations numériques sont présentées.