A three-dimensional, parallel, anisotropic, block-based, adaptive mesh refinement (AMR) algorithm is proposed and described for the solution of fluid flows on body-fitted, multi-block, hexahedral meshes. Refinement and de-refinement in any grid block computational direction, or combination of directions, allows the mesh to rapidly adapt to anisotropic flow features such as shocks, boundary layers, or flame fronts, common to complex flow physics. Anisotropic refinements and an efficient and highly scalable parallel implementation lead to a potential for significant reduction in computational cost as compared to a more typical isotropic approach. Unstructured root-block topology allows for greater flexibility in the treatment of complex geometries. The AMR algorithm is coupled with an upwind finite-volume scheme for the solution of the Euler equations governing inviscid, compressible, gaseous flow. Steady-state and time varying, three-dimensional, flow problems are investigated for various geometries, including the cubed-sphere mesh.

A three-dimensional, parallel, anisotropic, block-based, adaptive mesh refinement (AMR) algorithm is proposed and described for the solution of fluid flows on body-fitted, multi-block, hexahedral meshes. Refinement and de-refinement in any grid block computational direction, or combination of directions, allows the mesh to rapidly adapt to anisotropic flow features such as shocks, boundary layers, or flame fronts, common to complex flow physics. Anisotropic refinements and an efficient and highly scalable parallel implementation lead to a potential for significant reduction in computational cost as compared to a more typical isotropic approach. Unstructured root-block topology allows for greater flexibility in the treatment of complex geometries. The AMR algorithm is coupled with an upwind finite-volume scheme for the solution of the Euler equations governing inviscid, compressible, gaseous flow. Steady-state and time varying, three-dimensional, flow problems are investigated for various geometries, including the cubed-sphere mesh.

La réfrigération magnétique est une technologie de rupture pour produire du froid qui n'utilise pas de gaz à effet de serre et est plus efficace que la réfrigération à compression de gaz. Elle est basée sur l'effet magnétocalorique, une propriété de certains matériaux à changer de température lorsqu'ils sont soumis à une variation de champ magnétique. Ces travaux de thèse ont porté sur l'étude des systèmes de réfrigération magnétique. Nous avons effectué une analyse critique des prototypes existants et proposé de nouveaux critères de performances pour les comparer de manière effective. Nous avons développé un modèle numérique des transferts thermiques au sein des réfrigérateurs magnétiques, pour étudier leur comportement en régime transitoire et permanent. Une analyse fine de la source de champ et de son interaction avec le matériau a permis de proposer des règles de conception et de dimensionnement d'un système performant.

Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre du projet ANR BARPPRO. Ce programme de recherche vise à étudier l'influence d'une barrière de protection face à une explosion en régime de détonation. L'objectif est d'établir des méthodes de calcul rapides de classement des zones d'effets pour aider les industriels au dimensionnement des barrières de protection. L'une à partir d'abaques, valable pour des configurations en géométrie 2D, sur des plages spécifiées de paramètres importants retenus, avec une précision de +/- 5%. L'autre à partir d'une méthode d'estimation rapide basée notamment sur les chemins déployés, valable en géométrie 2D et en géométrie 3D, mais dont la précision estimée est de +/- 30%. Afin d'y parvenir, l'étude s'appuie sur trois volets : expérimental, simulation numérique et analytique. La partie expérimentale étudie plusieurs géométries de barrière de protection à petites échelles pour la détonation d'une charge gazeuse (propane-oxygène à la stoechiométrie). Les configurations expérimentées servent à la validation de l'outil de simulation numérique constitué du solveur HERA et de la plateforme de calcul TERA 100. Des abaques d'aide au dimensionnement ont pu être réalisés à partir de résultats fournis par l'outil de simulation (3125 configurations de barrière de protection, TNT). L'étude des différents phénomènes physiques présents a également permis de mettre en place une méthode d'estimation rapide basée sur des relations géométriques, analytiques et empiriques. L'analyse de ces résultats a permis d'établir quelques recommandations dans le dimensionnement d'une barrière de protection. Les abaques et le programme d'estimation rapide permettent à un ingénieur de dimensionner rapidement une barrière de protection en fonction de la configuration du terrain et de la position de la zone à protéger en aval du merlon.

Over the last three decades, computer architects have been able to achieve an increase in performance for single processors by, e.g., increasing clock speed, introducing cache memories and using instruction level parallelism. However, because of power consumption and heat dissipation constraints, this trend is going to cease. In recent times, hardware engineers have instead moved to new chip architectures with multiple processor cores on a single chip. With multi-core processors, applications can complete more total work than with one core alone. To take advantage of multi-core processors, we have to develop parallel applications that assign tasks to different cores. On each core, pipeline, data and task parallelization can be used to achieve higher performance. Dataflow programming languages are attractive for achieving parallelism because of their high-level, machine-independent, implicitly parallel notation and because of their fine-grain parallelism. These features are essential for obtaining effective, scalable utilization of multi-core processors. In this thesis work we have parallelized an existing audio codec - Adaptive Multi-Rate Wide Band (AMR-WB) - written in the C language for single core processor. The target platform is a multi-core AMR11 MP developer board. The final result of the efforts is a working AMR-WB encoder implemented in CAL and running in the OpenDF simulator. The C specification of the AMR-WB encoder was analysed with respect to dataflow and parallelism. The final implementation was developed in the CAL Actor Language, with the goal of exposing available parallelism - different dataflows - as well as removing unwanted data dependencies. Our thesis work discusses mapping techniques and guidelines that we followed and which can be used in any future work regarding mapping C based applications to CAL. We also propose solutions for some specific dependencies that were revealed in the AMR-WB encoder analysis and suggest further investigation of possible modifications to the encoder to enable more efficient implementation on a multi-core target system.

La réfrigération magnétique est une technologie de rupture pour produire du froid qui n’utilise pas de gaz à effet de serre et est plus efficace que la réfrigération à compression de gaz. Elle est basée sur l’effet magnétocalorique, une propriété de certains matériaux à changer de température lorsqu’ils sont soumis à une variation de champ magnétique. Ces travaux de thèse ont porté sur l’étude des systèmes de réfrigération magnétique. Nous avons effectué une analyse critique des prototypes existants et proposé de nouveaux critères de performances pour les comparer de manière effective. Nous avons développé un modèle numérique des transferts thermiques au sein des réfrigérateurs magnétiques, pour étudier leur comportement en régime transitoire et permanent. Une analyse fine de la source de champ et de son interaction avec le matériau a permis de proposer des règles de conception et de dimensionnement d’un système performant. / Magnetic refrigeration is a good alternative to gas compression refrigeration systems because it does not involve the use of greenhouse gases and it is more efficient. This technology is based on the magnetocaloric effect, which manifests itself as a temperature change of a magnetocaloric material upon changing the magnetic field. This thesis is dedicated to the study of magnetic refrigerators. We reviewed the former prototypes and defined a set of performance criteria to make an accurate comparison. A numerical model of heat transfer in magnetic refrigerators was developed, and the transient and steady state response were studied. A thorough analysis of magnetic field sources was performed and we proposed guidelines to design a new magnetic refrigerator.

The subject of this diploma thesis is the design of a conveyor superstructure of a collaborative mobile robot MiR. The first part is a theoretical research basis focused on mobile collaborative technologies and information related to Mobile industrial Robots. The following is a practical part built on previous acquired knowledge. The key issue of the solution is the logistics transport of the PCB magazine in the field of SMT industry. There are created two structural design variants of the superstructure arrangement for the transport of two binders and the most suitable variant is selected on the basis of the multicriteria basic method. The selected alternative of the conveyor top module is then subjected to design calculations. In order to obtain a comprehensive overview of the prototype production, the following section contains drawing documentation, including relevant comments, an economic cost estimate and a risk analysis.

Aim of this project is development of the analyser for cable distributed television signals. At the beginning is a block diagram of the suggested analyser with digitally controled wideband tuner, logarithmic detector, microcontroller and a graphical display module. For each block there is a theoretical analysis, features description and description of the electronic components that were used. In the next part of this project is introduced the design of circuit schematic and printed circuit board of prototyping kit, that was used for experiments and testing of its features and parametres. Last part of this thesis focuses on finishing of a prototyping kit, development of firmware and experimental verification of the prototype's parameters.

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