Cette étude s’intéresse à la modélisation du comportement thermoviscoplastique ainsi qu’à la rupture d’un acier de construction « S355NL » et d’un acier à blindage naval. Une campagne expérimentale a permis d’observer la réponse mécanique de ces matériaux sur une large gamme de condition de sollicitation, notamment leurs sensibilités à la vitesse de déformation ( de 〖10〗^(-3) à ~〖10〗^4 s^(-1)) et à la température (de -100 à 200 °C). Ces résultats ont été exploités lors de l’identification de lois de comportement permettant de représenter précisément le comportement mécanique de ces matériaux. Afin d’améliorer la description de la sensibilité à la vitesse de déformation, un nouvelle approche a également été développée. Une fois ces lois déterminées, elles ont été utilisées dans des simulations numériques modélisant l’impact d’un projectile sur ces aciers. Les résultats obtenus ont été comparés avec les essais expérimentaux correspondant afin d’estimer la fiabilité des données et des hypothèses utilisées lors des simulations. / The present study deals with the modelling of the thermo-viscoplastic behaviour and the failure of a structural steel “S355NL” and a naval armour steel. An experimental campaign have been performed to observe the mechanical response of these material over a wide range of conditions, especially their sensitivities to the strain rate (from 〖10〗^(-3) to ~〖10〗^4 s^(-1)) and to the temperature (from -100 to 200 °C). The obtained results have been used to identify the parameters of several constitutive relations. A new approach have been developed to improve the description of the strain rate sensitivity. These relations have been implemented in numerical simulation to model the impact of a projectile on these steels. The obtained results have been compared with corresponding experimental tests in order to assess the reliability of the data and the hypothesis used in the simulations.

Les modèles génétiques de réservoirs sont construits par la simulation des principaux processus de sédimentation dans le temps. En particulier, les modèles tridimensionnels de systèmes chenalisés méandriformes peuvent être construits à partir de trois processus principaux : la migration du chenal, l’aggradation du système et les avulsions, comme c’est réalisé dans le logiciel Flumy pour les environnements fluviatiles. Pour une utilisation opérationnelle, par exemple la simulation d'écoulements, ces simulations doivent être conditionnées aux données d'exploration disponibles (diagraphie de puits, sismique, …). Le travail présenté ici, basé largement sur des développements antérieurs, se concentre sur le conditionnement du modèle Flumy aux données de puits.Deux questions principales ont été examinées au cours de cette thèse. La première concerne la reproduction des données connues aux emplacements des puits. Cela se fait actuellement par une procédure de "conditionnement dynamique" qui consiste à adapter les processus du modèle pendant le déroulement de la simulation. Par exemple, le dépôt de sable aux emplacements de puits est favorisé, lorsque cela est souhaité, par une adaptation des processus de migration ou d'avulsion. Cependant, la manière dont les processus sont adaptés peut générer des effets indésirables et réduire le réalisme du modèle. Une étude approfondie a été réalisée afin d'identifier et d'analyser les impacts indésirables du conditionnement dynamique. Les impacts ont été observés à la fois à l'emplacement des puits et dans tout le modèle de blocs. Des développements ont été réalisés pour améliorer les algorithmes existants.La deuxième question concerne la détermination des paramètres d’entrée du modèle, qui doivent être cohérents avec les données de puits. Un outil spécial est intégré à Flumy - le "Non-Expert User Calculator" (Nexus) - qui permet de définir les paramètres de simulation à partir de trois paramètres clés : la proportion de sable, la profondeur maximale du chenal et l’extension latérale des corps sableux. Cependant, les réservoirs naturels comprennent souvent plusieurs unités stratigraphiques ayant leurs propres caractéristiques géologiques. L'identification de telles unités dans le domaine étudié est d'une importance primordiale avant de lancer une simulation conditionnelle avec des paramètres cohérents pour chaque unité. Une nouvelle méthode de détermination des unités stratigraphiques optimales à partir des données de puits est proposée. Elle est basée sur la Classification géostatistique hiérarchique appliquée à la courbe de proportion verticale (VPC) globale des puits. Les unités stratigraphiques ont pu être détectées à partir d'exemples de données synthétiques et de données de terrain, même lorsque la VPC globale des puits n'était pas visuellement représentative. / Process-based reservoir models are generated by the simulation of the main sedimentation processes in time. In particular, three-dimensional models of meandering channelized systems can be constructed from three main processes: migration of the channel, aggradation of the system and avulsions, as it is performed in Flumy software for fluvial environments. For an operational use, for instance flow simulation, these simulations need to be conditioned to available exploration data (well logging, seismic, …). The work presented here, largely based on previous developments, focuses on the conditioning of the Flumy model to well data.Two main questions have been considered during this thesis. The major one concerns the reproduction of known data at well locations. This is currently done by a "dynamic conditioning" procedure which consists in adapting the model processes while the simulation is running. For instance, the deposition of sand at well locations is favored, when desired, by an adaptation of migration or avulsion processes. However, the way the processes are adapted may generate undesirable effects and could reduce the model realism. A thorough study has been conducted in order to identify and analyze undesirable impacts of the dynamic conditioning. Such impacts were observed to be present both at the location of wells and throughout the block model. Developments have been made in order to improve the existing algorithms.The second question is related to the determination of the input model parameters, which should be consistent with the well data. A special tool is integrated in Flumy – the Non Expert User calculator (Nexus) – which permits to define the simulation parameters set from three key parameters: the sand proportion, the channel maximum depth and the sandbodies lateral extension. However, natural reservoirs often consist in several stratigraphic units with their own geological characteristics. The identification of such units within the studied domain is of prime importance before running a conditional simulation, with consistent parameters for each unit. A new method for determining optimal stratigraphic units from well data is proposed. It is based on the Hierarchical Geostatistical Clustering applied to the well global Vertical Proportion Curve (VPC). Stratigraphic units could be detected from synthetic and field data cases, even when the global well VPC was not visually representative.

Apresentamos uma série de estudos, baseados em simulações de Dinâmica Molecular no vácuo e em solução, sobre o processo de complexação das supramoléculas tetraethylester p-tert-butyl calix[4]arene (CLE) e tetramethylketone p-tert-butyl calix[4]arene (CLC) com os íons Pb2+ e Cd2+ e espécies neutras. Os modelos para as moléculas de calixareno e do solvente foram baseados no campo de forças OPLS-AA. Os parâmetros para os íons foram desenvolvidos a partir de uma metodologia de ajuste de valores de modo a reproduzirem simultaneamente propriedades termodinâmicas e estruturais obtidas experimentalmente ou por cálculos de QM/MM. As simulações no estado líquido nos mostraram que o CLE aprisiona os íons de maneira mais eficiente que o CLC, formando complexos mais estáveis. A complexação do íon desencadeia um efeito alostérico em ambos os calixarenos estudados, permitindo a complexação de uma molécula de acetonitrila na cavidade hidrofóbica estabilizando o complexo. Nas simulações com o CLC observamos que a complexação da acetonitrila é necessária para manter o íon ligado à cavidade hidrofílica, evidenciando a dependência desses complexos com esse solvente em específico. Apesar de observarmos que o CLE apresenta maior afinidade com os íons Pb2+ e Cd2+ que o CLC, somente futuras simulações utilizando a água como solvente poderão confirmar a viabilidade do uso desta molécula em sistemas destinados à despoluição ambiental. / We report a series of Molecular Dynamics simulations, in vacuum and in acetonitrile solution, on the complexation process of the calixarens tetraethylester p-tert-butyl calix[4]arene (CLE) and tetramethylketone p-tert-butyl calix[4]arene (CLC) with Pb2+ and Cd2+ anions and neutral species. The solvent and calixarene molecules were modeled based on the OPLS-AA force field. The parameters for the ions were adjusted to simultaneously reproduce some structural and thermodynamic properties obtained either experimentally or from QM/MM calculations. The simulations in the liquid phase show CLE to be more efficient than CLC in trapping the studied metal ions, leading to more stable complexes. Ion complexation gives rise to an allosteric effect by which a solvent molecule is trapped in the hydrophobic cavity giving rise to further stabilization of the complex. Simulations on CLC show that formation of the calixarene-acetonitrile adduct is essential to the stabilization of the ionic complex, thus exhibiting the influence of this particular solvent in the very existence of the complex. In spite of the conclusion that CLE has higher affinity than CLC for Pb2+ and Cd2+ ions, only further studies in water solution will permit to evaluate the real potential of this molecule as an efficient scavenger of environmental heavy metal pollution.

Ce travail a pour objectif de montrer la capacité des simulations numériques à modéliser les phénomènes aux interfaces solides et liquides. Dans le travail sur les interfaces solides, la méthode GCMC a été utilisée pour simuler l'isotherme d'adsorption de !'acétaldéhyde sur la glace dans les conditions de la haute troposphère, puis l'adsorption de composés organiques bi-fonctionnalisés sur la glace a été caractérisée par dynamique moléculaire avec pour objectif d'interpréter des résl1ltats expérimentaux de la littérature. Une partie de ce travail a été consacrée à la circulation du diagramme de phase (p,T) d'aérosols organiques (acide oxalique et malonique) clans les conditions troposphériques afin d'étudier la capacité de ces aérosols à jouer le rôle de noyaux de condensation pour les particules de glace. Le travail sur les interfaces liquides a concerné tout d'abord l'adsorption compétitive de polymères et de smfactants à la surface de l'eau. Il s'appuie sur une description très précise, par simulation, de la structure et de la dynamique de la surface des systèmes considérés. La deuxième partie des travaux sur les interfaces liquides s'est intéressée à la caractérisation du transfert d'ions à travers une interface liquide/liquide par le biais du calcul des variations de l'énergie libre du système au cours du transfc1i. Afin d'obtenir une description très rigoureuse des détails des processus mis enjeu, une méthode spécifique a été développée dans cette thèse pour calculer le profil d'énergie libre en tenant compte directement du caractère très dynamique de l'interface. / This work aims to demonstrate the ability of numerical simulations to mode] solid · and liquid interfaces. In the work on the solid interfaces, the GCMC method was used to sin:rnlatc the ads011Jtion isotherrn of acetaldehyde on ice under the conditions of the ·upper tropospherc and the molecular dynamics method was usecl to characterize the adsorption of difünctionalized organic compounds on ice, aiming at interpreting experimental results. Part of this work was devotcd to the simulation of the phase diagrarn (p, T) of organic aerosols (oxalic acid and malonic) in tropospberic conditions to study the ability of aerosols to act as condensation nuclei for icc particlcs. The work: on liquid interfaces concerned firstly the competitive adsorption of polymcrs and surfactants at the water surface. It is based on a very precise desc1iption, by mnncrical simulation, of the structure émd dynamics cif the surface of the considered systems. The second pari of the work on liquid interfaces bas focused on the characterization of ion transfer across a liquid/liquid interface through the calculations of the free energy variations of the system during the transfo·. To obtain a rigorous desc1iptio11 of the details of the corresponding processes, a specific method was developed in this thesis to calculate the free energy profile while taking into account tbe dynamics of the interface.

One of the most promising routes to create advanced materials is self-assembly. Self-assembly refers to the self-organisation of building blocks to form ordered structures. As the properties of the self-assembled materials will inherit the properties of the basic building blocks, it is then possible to engineer the properties of the materials by tailoring the properties of the building blocks. In order to create mesoscale materials, the self-assembly of molecular building blocks of different sizes and interactions is important. Mesoscopic materials can be obtained by using larger building blocks such as nano and colloidal particles. Colloidal particles are particularly attractive as building blocks because it is possible to design interparticle interactions by controlling both the chemistry of the particles' surface and the properties of the solvent in which the particles are immersed. The self-assembly of spherical colloidal particles has been widely reported in the literature. However, advances in experimental techniques to produce particles with different shapes and sizes have opened new opportunities to create more complex structures that cannot be formed using spherical particles. Indeed, the particles' shape and effective interactions between them dictate the spatial arrangement and micro-structure of the system, which can be engineered to produce functional materials for a wide range of applications. The driving forces determining the self-assembly of colloidal particles can be modified by the use of external influences such as geometrical confinement and electromagnetic forces. Geometrical confinement, for example, has been used to design quasi two-dimensional materials such as multi-layered structures of spheres, dimers, rods, spherical caps, and monolayers of platelets with various geometries and symmetries. In this dissertation, we present three computer simulations studies using Monte Carlo and Molecular Dynamics simulations determining the self-assembly of monolayer colloidal platelets with different shapes confined in two dimensions. These particles have been selected due to recent experiments in colloidal particles with similar shapes. All the particles' models are represented by planar polygons, and three different effects affecting their self-assembly have been analysed: (a) the curvature of the particles' vertices; (b) the curvature of the particles' edges; and finally (c) the addition of functional groups on the particles' surface. These studies aim to demonstrate that the subtle changes on the particle's shape can be used to engineer complex patterns for the fabrication of advanced materials. Monte Carlo simulations are performed to study the self-assembly of colloidal platelets with rounded corners with 4, 5, and 6-fold symmetries. Square platelets provide a rich phase behaviour that ranges between disorder-order and order-order phase transitions. Suprisingly, the disk-like shape of pentagons and hexagons prevents the total crystallisation of these systems, even at a high pressure state. A hysteresis gap is observed by the analysis of compression and expansion runs for the case of square platelets and the thermodynamic method known as direct coexistence method is used to be accurately determined the point of the order-order transition. Further, unexpected results are obtained by performing Molecular Dynamics simulations in systems with platelets with 3, 4, 5, and 6-fold symmetries when all the sides of each polygon are curved. Macroscopic chiral symmetry breaking is observed for platelets with 4 and 6-fold symmetries, and for the first time a rule is promoted to explain when these chiral structures can be formed driven only by packing effects. This unique rule is verified also for platelets with the same curved sides as previously when functional chains tethered to either vertices or sides. Indeed, square platelets with curved sides confined in two dimensions can form chiral structures at medium densities when flexible chains tethered to either vertices or sides. Triangular platelets with curved sides can form chiral structures only when the chains are tethered to the corners, since the chains experience an one-hand rotation to sterically protect one side. When the chains are symmetrically tethered to the sides, local chiral symmetry breaking is observed as both left-hand and right-hand sides on each vertex are sterically protected allowing the same probability for rotation either in clockwise or anticlockwise direction.

Les workflows sont de plus en plus souvent adoptés pour la modélisation de simulations scientifiques de grande échelle, aussi bien en matière de données que de calculs. Ils profitent de l'abondance de sources de données et infrastructures de calcul distribuées. Néanmoins, la plupart des formalismes de workflows scientifiques restent difficiles à exploiter pour des utilisateurs n'ayant pas une grande expertise de l'algorithmique distribuée, car ces formalismes mélangent les processus scientifiques qu'ils modélisent avec les implémentations. Ainsi, ils ne permettent pas de distinguer entre les objectifs et les méthodes, ni de repérer les particularités d'une implémentation ou de l'infrastructure sous-jacente. Le but de ce travail est d'améliorer l'accessibilité aux workflows scientifiques et de faciliter leur création et leur réutilisation. Pour ce faire, nous proposons d'élever le niveau d'abstraction, de mettre en valeur l'expérience scientifique plutôt que les aspects techniques, de séparer les considérations fonctionnelles et non-fonctionnelles et de tirer profit des connaissances et du savoir-faire du domaine.Les principales contributions de ce travail sont : (i) un modèle de workflows scientifiques à structure flexible, sémantique et multi-niveaux appelé "Conceptual Workflow Model", qui permet aux utilisateurs de construire des simulations indépendamment de leur implémentation afin de se concentrer sur les objectifs et les méthodes scientifiques; et (ii) un processus de transformation assisté par ordinateur pour aider les utilisateurs à convertir leurs modèles de simulation de haut niveau en workflows qui peuvent être délégués à des systèmes externes pour exécution. / Workflows are increasingly adopted to describe large-scale data- and compute-intensive scientific simulations which leverage the wealth of distributed data sources and computing infrastructures. Nonetheless, most scientific workflow formalisms remain difficult to exploit for scientists who are neither experts nor enthusiasts of distributed computing, because they mix the scientific processes they model with their implementations, blurring the lines between what is done and how it is done, as well as between what is and what is not infrastructure-dependent. Our objective is to improve scientific workflow accessibility and ease scientific workflow design and reuse, by elevating the abstraction level, emphasizing the scientific experiment over technicalities, ensuring proper separation between functional and non-functional concerns and leveraging domain knowledge and know-how. The main contributions of this work are: (i) a multi-level structurally flexible semantic scientific workflow model, called the Conceptual Workflow Model, which lets users design simulations at a computation-independent level and focus on domain goals and methods; and (ii) a computer-assisted Transformation Process relying on knowledge engineering technologies to help users transform their high-level simulation models into executable workflow artifacts which can be delegated to third-party frameworks for enactment.

Les moteurs-fusées hybrides combinent les technologies des deux autres catégories de moteurs à propulsionchimique, et associent un combustible et un oxydant stockés respectivement sous phase solide et liquide.Cette architecture offre un certain nombre d’avantages, comme par exemple des coûts plus faibleset une architecture simplifiée par rapport à la propulsion bi-liquide; la possibilité de réaliser de multiplesextinctions et ré-allumages et une bonne impulsion spécifique théorique par rapport à la propulsion solide,et enfin une sécurité de mise en œuvre accrue et un impact environnemental faible vis-à-vis de ces deuxautres modes de propulsion. Comme toutes les chambres de combustion, celles des moteurs hybrides peuvent subir des oscillations de pression sous certaines conditions de fonctionnement. Ces instabilités se traduisent par des fluctuationsde poussée qui peuvent dégrader la structure d’un lanceur ou d’un satellite. Des phénomènes diverspeuvent être à l’origine des fluctuations de pression observées dans les moteurs hybrides.L’objectif de la thèse est de proposer une modélisation des instabilités d’origine hydrodynamique quiapparaissent dans les moteurs hybrides. Une exploitation nouvelle de la base de données disponible àl’ONERA a servi de support pour la modélisation, ainsi que des simulations numériques instationnaires 2Det 3D réalisées à l’aide du code CFD CEDRE. Les instabilités sont provoquées par la formation périodiquede structures tourbillonnaires dans la chambre de combustion, qui génèrent des fluctuations de pressionlors de leur passage dans le col de la tuyère. L’originalité du modèle, basé sur la théorie classique degénération tourbillonnaire dans une cavité, consiste à prendre en compte les variations géométriques dela chambre de combustion au cours des tirs. Ces variations ont un effet sur la vitesse de l’écoulement, surla zone de recirculation dans la post-chambre, ainsi que sur les tourbillons eux-mêmes. Enfin, plusieursnouveaux essais du moteur hybride HYCOM ont été effectués et confrontés au modèle développé dans lecadre de la thèse. / Hybrid rocket motors combine solid and bi-liquid chemical propulsion technologies and associate asolid fuel and a liquid oxidizer in its classical configuration. This architecture offers several advantagesover liquid propulsion such as lower costs and a simplified architecture. The possibility of performingmultiple extinctions and re-ignitions and a good theoretical specific impulse is also an improvement inregard to solid propulsion. Hybrid engines also have improved safety and a lower environmental impactthan other chemical propulsion systems. As in all combustion chambers, hybrid engines suffer from pressure oscillations under specific operating conditions. These instabilities provoke thrust fluctuations that can damage the launcher and payloads.Various phenomena can induce the pressure oscillations observed in hybrid rocket engines.The objective of this thesis is to propose a model of hydrodynamics instabilities that appear in hybridengines. A new exploitation of the database available at ONERA, and unsteady 2D and 3D numericalsimulations were used for the modeling. The instabilities are provoked by the periodic formation ofvortices in the combustion chamber that generate pressure fluctuations when passing through the nozzlethroat. The originality of the model, which is based on the classical theory of vortices generation ina cavity, consists in taking into account the geometrical variations of the combustion chamber duringoperation. These variations have an effect on the flow velocity, on the recirculation area in the postchamberand on the vortices. Finally, several new firing tests of the hybrid engine HYCOM have beenperformed and compared to the model developed in this thesis.

L’évolution chimique des phases les plus diffuses aux plus denses du milieu interstellaireest un processus continu : la composition chimique du milieu interstellairedans une phase dépend de sa composition dans sa phase antérieure.Les études, qui s’intéressent à la chimie du milieu dense et froid ainsi qu’à l’évolutionde sa composition au cours du temps, font de fortes hypothèses sur son évolutiondepuis le milieu diffus.L’objectif de ma thèse a donc été de suivre l’évolution de la chimie de la matièreinterstellaire du milieu diffus jusqu’à la formation des nuages denses.J’ai pour cela utilisé un modèle de chimie gaz-grain dépendant du temps que j’aisignificativement contribué à améliorer pour la partie chimie de surface. J’ai dansun premier temps suivi une approche "classique" (c.-à-d. : semblable aux études préexistantes)de la modélisation des régions froides. Cela m’a permis d’étudier en détailles processus physiques et chimiques à l’origine de la complexité moléculaire dans lesnuages denses et froids et de comparer les prédictions du modèle avec les études existantes.Dans une deuxième partie, j’ai appliqué ce modèle pour suivre l’évolution de lacomposition chimique du milieu interstellaire au cours du processus de formation desnuages moléculaires à partir du milieu diffus. Pour cette étude, j’ai utilisé les résultatsd’une simulation hydrodynamique à l’échelle galactique. Cela m’a permis de montrerque l’histoire de l’évolution des conditions physiques dans les phases antérieures à laformation des nuages moléculaires peut avoir un impact significatif sur la compositionchimique de ces derniers. / The chemical evolution from the most diffuse parts of the interstellar medium tothe formation of dense clouds is a continuous process : the chemical composition inone phase depends on the chemical composition in the previous one.However, most studies of the time dependent chemistry in the cold and dense interstellarmedium make strong assumptions on the transition between diffuse and densemedium.The goal of my thesis was to study the chemical evolution of the interstellar mediumfrom the most diffuse parts to the formation of dense clouds in a continuousway.To do so, I used a time dependent gas-grain model that I significantly contributedto improve for the treatment of the surface chemistry. In a first part, I followed a "classical"approach (i.e. : similar to most of the pre-existing studies) to model cold denseclouds. This allowed me to study in details the physical and the chemical mechanismsresponsible for the chemical complexity of dense clouds and to compare the modelpredictions with the existing literature. In a second part, I applied this model to followthe evolution of the chemical composition during the formation process of denseclouds from the diffuse medium. I used results from an hydrodynamical simulation ofthe interstellar medium at galactic scales. This study allowed me to show that the pastphysical history of each particles that form the dense clouds have a significant impacton their chemical composition.

Le contrôle de la turbulence dans les tokamaks est essentiel dans le cadre de la production d'énergie en régime stationnaire. Par ailleurs, les systèmes de chauffage produisent des particules énergétiques. Lorsque turbulence et particules énergétiques coexistent, leur interaction doit être prise en compte. Ceci constitue le cadre de ce manuscrit. Nous analysons (1) la génération de particules énergétiques et (2) l'impact de ces particules sur la turbulence. La génération de particules énergétiques est étudiée en quantifiant l'effet des particules énergétiques sur les propriétés des décharges ICRH d'ITER et introduisons la possibilité d'une anisotropie dans l'espace de vitesses, essentielle pour la modélisation de scénarios ICRH. Ceci est fait à travers le couplage d'un code full-wave 3D appelé EVE et d'un module appelé AQL, qui résout l'équation de Fokker-Planck en vitesse parallèle et perpendiculaire. L'effet des particules énergétiques sur la turbulence est mis en évidence à travers le code GYSELA en deux étapes. Dans un premier temps, nous démontrons l'excitation d'une classe de mode de particules énergétiques dans le domaine de la fréquence acoustique (EGAMs). Dans un second temps, les EGAMs sont excités en la présence de turbulence dans des simulations à forçage par le flux. Nous montrons que les EGAMs et la turbulence interagissent d'une manière extrêmement complexe. Notamment, nous montrons que le contrôle de la turbulence à travers un cisaillement oscillant excité par des particules énergétiques n'est pas immédiat. D'une part, la turbulence semblerait se propager en la présence d'EGAMs. D'autre part, le transport turbulent est modulé à la fréquence EGAM.

Fundamental aspects of turbulence and turbulent mixing are investigated using direct numerical simulations (DNS) of stationary isotropic turbulence, with Taylor-scale Reynolds numbers ranging from 8 to 650 and Schmidt numbers from 1/8 to 1024. The primary emphasis is on important scaling issues that arise in the study of intermittency, mixing and turbulence under solid-body rotation. Simulations up to 2048^3 in size have been performed using large resource allocations on Terascale computers at leading supercomputing centers. Substantial efforts in algorithmic development have also been undertaken and resulted in a new code based on a two-dimensional domain decomposition which allows the use of very large number of processors.Benchmark tests indicate very good parallel performance for resolutions up to 4096^3 on up to 32768 processors. Investigation of intermittency through the statistics of dissipation and enstrophy in a series of simulations at the same Reynolds number but different resolution indicate that accurate results in high-order moments require a higher degree of fine-scale resolution than commonly practiced. At the highest Reynolds number in our simulations (400 and 650) dissipation and enstrophy exhibit extreme fluctuations of O(1000) the mean which have not been studied in the literature before and suggest a universal scaling of small scales. Simulations at Reynolds number of 650 on 2048^3 grids with scalars at Sc=1/8 and 1 have allowed us to obtain the clearest evidence of attainment of inertial-convective scaling in the scalar spectrum in numerical simulations to date whereas results at high Sc support k^{-1} viscous-convective scaling. Intermittency for scalars as measured by the tail of the PDF of scalar dissipation and moments of scalar gradient fluctuations is found to saturate at high Sc. Persistent departures from isotropy are observed as the Reynolds number increases. However, results suggest a return to isotropy at high Schmidt numbers, a tendency that appears to be stronger at high Reynolds numbers. The effects of the Coriolis force on turbulence under solid-body rotation are investigated using simulations on enlarged solution domains which reduce the effects of periodic boundary conditions.