The aim of this thesis is to study water saturation models available in the literature and to apply a proper one to a real field case. Archie equation is the most well-known water saturation model. However, it is formulated on some assumptions and is applicable to only clean sands. Archie equation cannot be used for shaly formation. There are many shaly water saturation models that account for shale effect for water saturation estimation. In this study, 3 wells, namely Well-01, Well-02 and Well-03 are studied. These wells lie in a fractured carbonate reservoir located in Southeastern part of Turkey. From well log recordings, the production formation is seen almost clean. In other words, the shale amount of the formation is so small that it can be neglected. Thus, to calculate the water saturation in those wells, the well-known Archie water saturation equation is used. Since the formation is fractured carbonate, the cementation factor (m ) and saturation exponent (n ) of conventional value of 2 each cannot be used for the water saturation calculation. Instead, these parameters are obtained from generalized crossplot of log-derived porosity and resistivity technique. Finally, each well is divided into zones using porosity data. Zonation is conducted based on statistical method, ANOVA (analysis of variance). Well-01 and Well-02 are both divided into two zones. On the other hand, the statistical method was initially divided Well-03 into three zones. However, Well-03 is better described as a whole zone, depending on the geological analysis and engineering judgment. After the zonation, the zones are correlated from well to well. The water saturations in significantly correlated zones are examined. Also, using the same statistical method, the water saturation zones are identified. However, these zones do not coincide with the porosity zones. This difference is attributed to pore size distribution and wettability which affect saturation distribution.

L’objectif de cette thèse est la caractérisation de la porosité de la pâte de ciment partiellement saturée par des ondes ultrasonores. Les corrélations entre les vitesses ultrasonores et la porosité ont été étudiées en se basant à la fois sur les résultats expérimentaux et la modélisation micromécanique. Des mesures expérimentales de vitesses ultrasonores longitudinales et transversales en fonction du rapport eau/ciment et à différents états de saturation ont été réalisées sur la pâte de ciment avec et sans entraîneur d’air. En modélisation micromécanique, les effets de saturation ont été modélisés en supposant que la structure poreuse est formée d’inclusions ellipsoïdales de facteur de forme variable selon le rapport E/C. Afin d’estimer les modules homogénéisés élastique de la pâte de ciment et de pâte de ciment à entraîneur d’air différents modèles micromécaniques ont été étudiés. Les résultats de la modélisation micromécanique ainsi que les résultats expérimentaux ont montré que les vitesses des ondes longitudinales et transversales de la pâte de ciment à l’état sec sont inférieures à ceux de l’état saturé. Cet effet est tout aussi important pour l’ensemble des rapports E/C. Le modèle de Mori-Tanaka a donné la meilleure estimation des résultats expérimentaux mesurés sur la pâte de ciment. Alors que le modèle auto-cohérent a donné la meilleure estimation des propriétés mécaniques et ultrasonores de la pâte de ciment avec entraîneur d’air.Les résultats de ce travail devraient constituer le fondement d’un processus d’inversion et d’amélioration de la détermination de la porosité de la pâte de ciment par les ultrasons en tant que méthodes non destructives / The objective of this work is the characterization of unsaturated cement paste porosity through the use of ultrasonics. The correlation between ultrasonic velocity and porosity in cement paste material is studied based on both micromechanical modelling and experiments.Experimental measurements of ultrasonic longitudinal and transverse velocities as a function of water to cement ratio and under different saturation states were performed on cement paste with and without air-entrained adjuvant. In the micromechanical modeling, the effects of saturation were modeled by approximating the porous structure as a penny shaped ellipsoidal inclusions of aspect ratio varying with the W/C ratio. Several different micromechanical models for estimating the homogenized elastic moduli of cement paste and air-entrained cement paste were studied.The micromecanical modelling has shown that the longitudinal and transverse wave velocities of the dry cement paste are lower than those of the water saturated cement paste. This effect is equally prominent for all the cement paste W/C ratios. The model of Mori-Tanaka was found to give the best fit with the experimental results for the cement paste modeling. While, the self-consistent model gave the best estimate of the mechanical and ultrasonic air-entrained cement paste properties when compared to the laboratory experimental results.The findings of this work should be most appropriate as a foundation for an inversion process and improved cementitious material porosity determination by nondestructive methods

Dans le contexte du stockage profond des déchets radioactifs, il est important d'identifier l’hystérésis de saturation de la roche hôte, l'argilite du Callovo-Oxfordien, et sa capacité de scellement (en particulier, la porosité et la distribution de taille des pores). Tout d'abord, six cycles différents d'humidité relative sont destinés à évaluer l’hystérésis de saturation, qui n'est pas observée dans les cycles de faible amplitude. D'autre part, une nouvelle méthode est proposée pour la mesure de la porosité, qui utilise l'injection d'un gaz pour évaluer le volume des pores. Par rapport à la porosité par adsorption d'eau, l’injection de gaz fournit des porosités supérieures d’environ 5%. L'injection de gaz est également utilisée pour quantifier les isothermes de sorption-désorption, qui sont sensiblement différentes de celles obtenues par la méthode gravimétrique, avec un volume poreux accessible au gaz plus élevé pour une humidité relative <43%. Enfin, par Microscopie Electronique à Balayage couplée à un Faisceau Ionique Focalisé (FIB/MEB), on reconstruit le réseau poreux 3D de l'argilite à partir de séries d'images 2D espacées de 10nm : la porosité et la distribution de taille des pores sont quantifiés jusqu’à 20nm, ainsi que l’orientation et l'anisotropie. Avec une résolution plus élevée (jusqu’à moins de 1nm), la Microscopie Electronique à Transmission (MET) montre une grande quantité de pores de l’ordre de quelques nm, situés entre les agrégats d'argile. / In the context of deep underground storage of radioactive nuclear waste, it is important to identify the saturation hysteresis of the host rock, i.e. of Callovo-Oxfordian (COx) claystone, and its porosity and pore size distribution. Firstly, six different cycles of relative humidity are applied for saturation hysteresis, which is not observed in the cycles with low magnitude. Secondly, a new method is proposed for measuring porosity, which uses injection of gas to evaluate the pore volume. In contrast to porosity given by water adsorption, the gas injection method provides larger porosity values of around 5%. The gas injection method is also used to quantify the sorption-desorption isotherms of COx claystone, which are significantly different from those obtained by the gravimetric method, with a bigger pore volume accessible to gas in relative humidities < 43%. Finally, by Focused Ion Beam/Scanning Electron Microscopy (FIB/SEM), we obtain 2D image stacks and 3D reconstructed pore volumes, by which porosity and pore size distribution are quantified down to 20nm, as well as pore orientation and anisotropy. At a higher resolution (below 1nm), Transmission Electron Microscopy (TEM) imaging reveals significant amounts of smaller pores (of a few nm) between clay aggregates.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第22027号 / 理博第4531号 / 新制||理||1651(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科物理学・宇宙物理学専攻 / (主査)准教授 菅沼 秀夫, 教授 大西 明, 教授 田中 貴浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DFAM

Les travaux de recherche présentésdans cette thèse ont été effectués dans le cadred'une collaboration entre Leroy Somer et lelaboratoire de génie électrique et électronique deParis (GeePs). Ils ont pour objectif lessimulations des phénomènes observés en modetransitoire des machines électriques. Cessimulations sont particulièrement orientées parles nouvelles exigences issues du Grid Code pourles alternateurs connectés au réseau.Principalement, deux types de modèles ont étédéveloppés. Le premier se base sur unereprésentation de l’état magnétique de lamachine où chaque flux est exprimé en fonctiondes courants des différentes bobines. Le secondmodèle regroupe les courants en utilisant descourants magnétisants sur les axes d et q associésà des coefficients de saturation pour chaque fluxet simplifie la représentation magnétique,notamment pour la prise encompte du circuit amortisseur. Avec unemodélisation suffisamment précise ducomportement magnétique non linéaire de lamachine, ils permettent de mieux prédire lescourants et le couple électromagnétique lors desdéfauts tels que les creux de tension. Les travauxeffectués présentés dans ce mémoire ont permis,en partant des descriptions des saturationstrouvées dans une machine, de définir desméthodes pour incorporer la saturation dans lesmodèles de type circuit et finalement d’aboutirau choix du modèle non-linéaire pour unemachine électrique donnée. Grâce à un temps decalcul réduit, ils ont aussi conduit à l'intégrationsous Simulink de modèles de la machine et dusystème d'entrainement pour la réalisationd'études de stabilité et pour créer unenvironnement de mise au point de la commandedu système. / The research presented in this thesiswas carried out in the research and developmentproject between Leroy Somer and the Group ofElectrical Engineering of Paris (GeePs). Theirobjective is to simulate the phenomena observedin the transient states of electrical machines.These simulations are particularly oriented bythe new Grid Code requirements for alternatorsconnected to the power network. Two types ofmodels have been principally developed. Thefirst one is based on a magnetic description ofthe machine where each flux is expressed as afunction of the currents flowing through thedifferent machine windings. The second oneregroups the different winding currents by usingthe magnetizing currents on axes d and qassociated to saturation coefficients for eachflux linkage and simplifies the magneticdescription, especially when taking into accountthe damper windings. With a sufficiently precisemodelling of the non-linear magnetic behaviourof the machine, it is possible to better predict thecurrents and the electromagnetic torque underfault conditions such as voltage drops. The workcarried out in this thesis has made possible,starting from the descriptions of the saturationeffects found in a machine, to define methodsfor incorporating saturation into circuit models.Finally, one can make a choice of the dynamicnon-linear model for a given machine. Thanks toshort computation time, it also led to theSimulink integration of the machine andexcitation system models paving the way forstability and control studies.

Tidigare forskning har visat att globala företag kan specificera en varumärkesstrategi för att förmedla rätt bild till konsumenterna över olika kulturer. Därmed kan globala företag som befinner sig på den svenska marknaden upprätthålla rätt strategi avseende färgmättnad i dess varumärkeslogotyper för att uttrycka rätt bild hos de svenska konsumenterna. Denna studie syftar därmed till att utifrån ett konsumentperspektiv få en djupare förståelse för hur svenska konsumenters associationer och känslor om ett varumärke kan påverkas av färgernas mättnad som finns i varumärkeslogotyper. Utifrån studiens syfte blev således urvalet för studien svenska konsumenter. Forskningsfrågan som studien bygger på är ”Hur påverkar färgmättnad svenska konsumenters associationer och känslor avseende varumärkeslogotyper?”. För att besvara denna forskningsfråga har studien utgått ifrån en kvalitativ forskningsstrategi samt en deduktiv ansats. För att få fram studiens resultat har 14 semistrukturerade intervjuer genomförts där respondenterna fått observera olika varumärkeslogotyper med olika färgmättander.  Den teoretiska referensramen i denna studie bygger på fyra olika teorier och tidigare forskning inom färg och färgmättnad. De teorier som behandlas i studien är, The color experience pyramid, Elements of colour perception, färgpsykologi och HSL-modellen. Studiens resultat har visat att likt tidigare forskning inom färgmättnad, tycker svenska konsumenter att en låg färgmättnad är tråkig. Vidare slutsats fann studien i vilken mättnad som svenska konsumenter föredrog. Den höga mättnaden föredrogs med stor majoritet hos färgerna blå, röd, orange och gul. Gällande färgerna grön och lila framgick det att en svag majoritet föredrog den högt mättade färgen och resterande respondenter förestod den lågt mättade färgen. Studien kom även fram till att det kan tillkomma ytterligare associationer till olika färgmättnader utöver de som återfinns inom teorin om färgpsykologi. / Previous research shows global companies can specify a brand strategy to convey the right image to consumers across different cultures. Companies that are in the Swedish market can maintain the right strategy regarding color saturation in it’s brand logos in order to express the right image among Swedish consumers. This study aims to gain a deeper understanding from a consumer perspective of the Swedish consumers' associations and emotions regarding a brand can be affected by the saturation of colors found in brand logos. Based on the purpose of the study, the sample for the study was Swedish consumers.  The research question on which the study is based is "How does color saturation affect Swedish consumers' associations and feelings regarding brand logos?". To answer this research question, the study has been based on a qualitative research strategy and a deductive approach. To obtain the results of the study, 14 semi-structured interviews were conducted where the respondents were allowed to observe different brand logos with different color saturations.  The theoretical frame of reference in this study is based on four different theories and previous research in color and color saturation. The theories discussed in the study are, The color experience pyramid, Elements of color perception, color psychology and the HSL-model.  The results of the study have shown that, like previous research on color saturation, Swedish consumers think that a low color saturation is boring. A further conclusion was found in the study in which saturation that Swedish consumers preferred. The high saturation was preferred by a large majority in the colors blue, red, orange and yellow. Regarding the colors green and purple, it appeared that a weak majority preferred the highly saturated color and the remaining respondents preferred the low saturated color. The study also concluded that there may be additional associations to different color saturations in addition to those found in the theory of color psychology.

The efficiency of one fluid displacing another in a permeable medium depends on the pore-scale dynamics at the main wetting front. Experiments have shown that the frontal dynamics can result in two different flow regimes: a sharp and a diffuse front. In the sharp front regime, the displacing fluid occupies nearly all the pores and throats behind the main wetting front and the saturation changes abruptly. In contrast, in the diffuse front regime, pores are filled gradually at the main wetting front, and the saturation change is gradual in space. The different fronts can greatly alter the relative permeability curves, the trapping mechanisms, and the displacement efficiency. Directly measuring the sharpness of the front is difficult. Instead, here we correlate the front sharpness to saturation overshoot, which occurs for moderate to high flux vertical displacements of low density fluid by a higher density fluid in 1-D homogeneous permeable media. We hypothesize the sharpness of wetting front can be explained by competition between two different pore - filling mechanisms (called snap-off and piston-like) with the competition controlled by the velocity of the front and thus the injected flux. We conduct series of infiltration experiments to determine the saturation profile as a function of flux for seven different fluids. We find that for each fluid there is a flux (called overshoot flux) below which saturation overshoot ceases and the front is diffuse. We find that the overshoot flux depends inversely on the invading fluid’s viscosity, and shows little or no dependence on the invading fluid’s surface tension, vapor pressure, and its miscibility with water / text

Cette thèse propose un nouveau type de systèmes de ré-écriture, appelé les systèmes de réécriture fonctionnels. Nous montrons que notre modèle a la puissance d'expression des systèmes de ré-écriture et qu'il est bien adapté à l'étude de propriétés de sûreté et de propriétés de logique temporelle de modèles.Nous avons mis en évidence une sous classe de systèmes fonctionnels, les élémentaires et les élémentaires à droite, préservant la puissance d'expression des systèmes fonctionnels et des techniques d'accélération des calculs aboutissant à un outil de vérification symbolique efficace.Dans la partie expérimentale, nous avons comparé notre outil, d'une part avec des outils de ré-écriture tels que Timbuk, Maude et TOM, d'autre part avec des outils de vérification tels que SPIN, NuSMV, SMART, HSDD. Nos benchmarks démontrent l'efficacité des systèmes fonctionnels élémentaires pour la vérification de modèles.

Beaucoup d'applications des méthodes formelles reposent sur la génération de formules en logique du premier ordre et la preuve de leur satisfiabilité par rapport à une théorie en arrière-plan, qui est souvent obtenu par mélange de plusieurs théories. Dans la littérature, cette forme de satisfiabilité est appelée Satisfiabilité Modulo Théories (SMT). Dans cette thèse, on s'intéresse à la conception de procédures de décision pour les problèmes SMT, en intégrant des techniques de saturation basées sur la réécriture pour des théories finiment axiomatisées et des techniques de combinaison pour des unions de théories. La première contribution de cette thèse est une reconstruction raisonnée, dans un cadre uniforme, des méthodes de combinaison proposées par Nelson-Oppen, Shostak et d'autres. Ceci est le point de départ pour de nouvelles investigations. Nous introduisons ensuite le concept de canoniseur étendu et dérivons un résultat de modularité pour une nouvelle classe de théories, ce qui contraste avec l'absence de modularité pour la classe de théories considérée par Shostak. La deuxième contribution concerne le problème de la combinaison de procédures basées sur la réécriture en utilisant la méthode de Nelson-Oppen. Nous utilisons la méta-saturation pour développer des techniques de preuve automatique permettant de tester les conditions pour la combinabilité de telles procédures. Lorsque la méta-saturation termine pour une théorie, le résultat obtenu permet de raisonner sur la combinabilité pour cette théorie d'une procédure de satisfiabilité basée sur la réécriture. La troisième contribution de cette thèse est liée à l'intégration des procédures de décision dans les solveurs SMT. Nous considérons le problème de rajouter aux procédures de décision la capacité de construire des justifications en cas d'insatisfiabilité, sans dégradation des performances, en nous focalisant sur la construction modulaire de telles justifications pour une théorie combinée. Pour ce faire, nous étendons la méthode de combinaison de Nelson-Oppen de manière à construire de façon modulaire des justisfications d'insatisfiabilité pour des unions de théories. Nous étudions également comment les justifications obtenues peuvent être reliées à une forme appropriée de minimalité.

An emerging trend in the building services industry is the installation of passive deaerators on the flow line of domestic wet central heating systems. To date, no data and theoretical models predicting the two-phase flow characteristics in domestic wet central heating systems are available in the open literature. This gap in literature has prevented essential design improvements to passive deaerators thus impeding the efficiency enhancement of such devices. Hence, the current study is aimed at assisting designers of deaeration devices by providing fundamental data and model correlations with respect to the two-phase flow characteristics typical in a wet domestic central heating system. For this purpose an experimental research project was adopted and several studies were carried out, including; (1) a comprehensive review to understand the background of the phenomena, (2) the design and construction of an experimental test rig to conduct the necessary investigations into the phenomenon of two-phase flow in domestic wet central heating systems, (3) the development of a reliable image capture and analysis technique, (4) the completion of a number of experiments to investigate typical bubble sizes, volumetric void fractions, bubble distributions and nucleation and dissolution rates and (5) the correlation of the data gathered as part of the present study with existing bubble size, nucleation and dissolution prediction models. This research has, for the first time, provided an in depth analysis into two-phase flow characteristics in wet domestic central heating systems through the use of a high speed camera and image analysis techniques. The two-phase phenomenon finds its origins in high dissolved gas concentrations present in the water flowing through the closed loop system, thus resulting in super saturation conditions at the primary heat exchange wall conditions. Bubble sizes at the boiler flow line were found to be dependent on the bulk fluid velocity, heat flux and pressure, with a measured mean diameter in the range of 0.13 mm to 0.39 mm. The Winterton (1972a) force balance model for bubble size prediction was in reasonable agreement with the experimental results. This model was further improved through the correlation of our data with the inclusion of dimensionless groups. Bubble nucleation rates have been calculated in the range of 0.3 to 4 bubbles / cm2 s with total system bubble production rates measured in the range of 784 to 6920 bubbles per second. Bubble nucleation rates have been calculated through the consideration of the heat exchanger surface under super saturation conditions. A correlation for the model by Hepworth et al. (2003) for nonclassical heterogeneous nucleation is proposed based on the experimental data gathered during the present study. Experimental results have shown dissolution rates for the bubble size ratio in the range of 0.4 to 12 % per second with system conditions. A modification of the model developed by Epstein and Plesset (1950) for stationary bubble dissolution is proposed with the inclusion of the Sherwood number to capture the effects of turbulent diffusion. The volumetric void fraction distribution in vertical pipes was found to be quasi-homogenous across the pipe section while being strongly dependent on gravitational and turbulence effects in horizontal pipe bubbly flow. A CFD simulation predicted the volumetric void fraction distribution with reasonable accuracy.