Simulation numérique par la méthode Monte Carlo (DSMC) et modélisation analytique d'un mélange gazeux dans un micro canal

Simulation numérique par la méthode Monte Carlo (DSMC) et modélisation analytique d'un mélange gazeux dans un micro canal PDF Author: Mehrnaz Reyhanian Mashhadi
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Languages : fr
Pages : 157

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Book Description
Ce travail porte sur des simulations numériques par la méthode DSMC (Direct Simulation Monte Carlo) de l'écoulement raréfié d'un mélange de deux gaz entrant, soit séparément, soit déjà mélangés, dans un micro canal. Dans le cas de deux gaz déjà mélangés, les paramètres permettant de retrouver les valeurs d'initialisation sont étudiés. En tenant compte de ces résultats pour l'étude de l'écoulement de deux gaz séparés et leur mélange, des facteurs influant sur la longueur de mélange sont analysés. On a tenté de diminuer cette longueur en étudiant les effets de quelques paramètres géométriques, comme ajouter deux bosses de manière symétrique dans le canal, ou des conditions aux limites d'initialisation, comme diminuer la vitesse d'entrée. Les résultats des simulations DSMC pour le gaz mélangé sont comparés avec des résultats théoriques connus dans deux cas : avec des bosses et sans bosses. On obtient un bon accord entre les résultats théoriques et ceux des simulations. Enfin, une étude analytique à partir des équations de Navier-Stokes avec les conditions aux limites du glissement à la paroi et les termes du couplage du modèle BGK pour le mélange, est faite pour modéliser un mélange binaire gazeux isotherme dans un micro canal. Le système asymptotique obtenu pour les pressions et les vitesses de chaque espèce dans le mélange, est analysé numériquement avec MATLAB. Pour finir, pour un problème identique, les résultats asymptotiques sont comparés avec ceux de la simulation DSMC pour les pressions

Simulation numérique par la méthode Monte Carlo (DSMC) et modélisation analytique d'un mélange gazeux dans un micro canal

Simulation numérique par la méthode Monte Carlo (DSMC) et modélisation analytique d'un mélange gazeux dans un micro canal PDF Author: Mehrnaz Reyhanian Mashhadi
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Ce travail porte sur des simulations numériques par la méthode DSMC (Direct Simulation Monte Carlo) de l'écoulement raréfié d'un mélange de deux gaz entrant, soit séparément, soit déjà mélangés, dans un micro canal. Dans le cas de deux gaz déjà mélangés, les paramètres permettant de retrouver les valeurs d'initialisation sont étudiés. En tenant compte de ces résultats pour l'étude de l'écoulement de deux gaz séparés et leur mélange, des facteurs influant sur la longueur de mélange sont analysés. On a tenté de diminuer cette longueur en étudiant les effets de quelques paramètres géométriques, comme ajouter deux bosses de manière symétrique dans le canal, ou des conditions aux limites d'initialisation, comme diminuer la vitesse d'entrée. Les résultats des simulations DSMC pour le gaz mélangé sont comparés avec des résultats théoriques connus dans deux cas : avec des bosses et sans bosses. On obtient un bon accord entre les résultats théoriques et ceux des simulations. Enfin, une étude analytique à partir des équations de Navier-Stokes avec les conditions aux limites du glissement à la paroi et les termes du couplage du modèle BGK pour le mélange, est faite pour modéliser un mélange binaire gazeux isotherme dans un micro canal. Le système asymptotique obtenu pour les pressions et les vitesses de chaque espèce dans le mélange, est analysé numériquement avec MATLAB. Pour finir, pour un problème identique, les résultats asymptotiques sont comparés avec ceux de la simulation DSMC pour les pressions

Modélisation analytique et simulation numérique par la méthode de Monte-Carlo d'un écoulement de gaz dans des micro-canaux

Modélisation analytique et simulation numérique par la méthode de Monte-Carlo d'un écoulement de gaz dans des micro-canaux PDF Author: Djilali Ameur
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Languages : fr
Pages : 156

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Book Description
L’objectif de la thèse est de modéliser l’écoulement d’un gaz (azote) dans des micro-filtres. La région du filtrage est une membrane qui contient des orifices, en fait des micro-canaux, dont le diamètre est de quelques micromètres. Au voisinage de chaque orifice, l’écoulement du gaz supposé normal à la membrane, est en régime de raréfaction dit de ‘transition’, intermédiaire entre le régime continu relevant des équations de Navier-Stokes et le régime moléculaire libre où les molécules du gaz évoluent sans interactions entre elles. Deux approches sont utilisées pour analyser l’écoulement dans un micro-canal. La première, théorique, est basée sur une analyse adimensionnelle des équations de Navier-Stokes avec des conditions de glissement à la paroi. La seconde, numérique, est statistique et est basée sur une simulation de Monte Carlo (DSMC). Une étude paramétrique sur différentes géométries de micro-canaux est faite dans le cas d’un écoulement isotherme. Le comportement d’écoulement gazeux à travers un micro-canal est ensuite étudié en appliquant un gradient de température entre son entrée et sa sortie. Cette analyse permet de mettre en évidence le phénomène de transpiration thermique. En s’appuyant sur les résultats numériques, un modèle analytique est proposé. L’effet du coefficient d’accommodation à la paroi sur l’écoulement est aussi étudié. En fin, les effets de compressibilité sont étudiés dans un micro-canal, puis les relations liant le débit et les gradients de pression. Une simulation numérique d’écoulement au travers d’une série de micro-canaux est aussi présentée

SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE D'ECOULEMENTS GAZEUX PAR LA METHODE DE MONTE-CARLO

SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE D'ECOULEMENTS GAZEUX PAR LA METHODE DE MONTE-CARLO PDF Author: Ibrahim Cherradi el Fadili
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Languages : fr
Pages : 95

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LE CALCUL DONNE DES INFORMATIONS RELATIVES AU CHAMP D'ECOULEMENT (DENSITE, TEMPERATURE, VITESSE...) ET A L'INTERACTION DE L'ECOULEMENT AVEC DES OBSTACLES (COEFFICIENTS AERODYNAMIQUES, TRANSFERTS DE CHALEUR...). LA METHODE EST GENERALE ET PARTICULIEREMENT ADAPTEE A L'ETUDE DES ECOULEMENTS RARIFIES. APPLICATION A L'ECOULEMENT DE COUETTE ET AU TRANSFERT DE CHALEUR ENTRE DEUX MURS. ETUDE DES NOTIONS DE VISCOSITE ET DE CONDUCTIVITE THERMIQUE DANS LES REGIONS LOIN DU CONTINU

Monte Carlo Simulation in Statistical Physics

Monte Carlo Simulation in Statistical Physics PDF Author: Kurt Binder
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662033364
Category : Science
Languages : en
Pages : 163

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Book Description
Dealing with the computer simulation of thermodynamic properties of many-body condensed-matter systems that use random numbers generated by a computer, this book describes the theoretical background of several variants of Monte Carlo methods. The result is a systematic course allowing newcomers to perform these simulations for themselves and to analyze their results. This third edition has been updated and expanded by a new chapter on important recent developments in the Monte Carlo methodology.

Monte Carlo Simulations Of Disordered Systems

Monte Carlo Simulations Of Disordered Systems PDF Author: Sudhir Jain
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814618497
Category : Science
Languages : en
Pages : 193

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Book Description
This book covers the techniques of computer simulations of disordered systems. It describes how one performs Monte Carlo simulations in condensed matter physics and deals with spin-glasses, percolating networks and the random field Ising model. Other methods mentioned are molecular dynamics and Brownian dynamics. Use of flow-diagrams enables the reader to grasp both the problem and its solution more readily. The book deals with highly complicated problems at a relatively simple level and will be most useful for advanced undergraduate and other courses in computational modelling.

Simulation and the Monte Carlo Method

Simulation and the Monte Carlo Method PDF Author: Reuven Y. Rubinstein
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118632389
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 470

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Book Description
This accessible new edition explores the major topics in Monte Carlo simulation that have arisen over the past 30 years and presents a sound foundation for problem solving Simulation and the Monte Carlo Method, Third Edition reflects the latest developments in the field and presents a fully updated and comprehensive account of the state-of-the-art theory, methods and applications that have emerged in Monte Carlo simulation since the publication of the classic First Edition over more than a quarter of a century ago. While maintaining its accessible and intuitive approach, this revised edition features a wealth of up-to-date information that facilitates a deeper understanding of problem solving across a wide array of subject areas, such as engineering, statistics, computer science, mathematics, and the physical and life sciences. The book begins with a modernized introduction that addresses the basic concepts of probability, Markov processes, and convex optimization. Subsequent chapters discuss the dramatic changes that have occurred in the field of the Monte Carlo method, with coverage of many modern topics including: Markov Chain Monte Carlo, variance reduction techniques such as importance (re-)sampling, and the transform likelihood ratio method, the score function method for sensitivity analysis, the stochastic approximation method and the stochastic counter-part method for Monte Carlo optimization, the cross-entropy method for rare events estimation and combinatorial optimization, and application of Monte Carlo techniques for counting problems. An extensive range of exercises is provided at the end of each chapter, as well as a generous sampling of applied examples. The Third Edition features a new chapter on the highly versatile splitting method, with applications to rare-event estimation, counting, sampling, and optimization. A second new chapter introduces the stochastic enumeration method, which is a new fast sequential Monte Carlo method for tree search. In addition, the Third Edition features new material on: • Random number generation, including multiple-recursive generators and the Mersenne Twister • Simulation of Gaussian processes, Brownian motion, and diffusion processes • Multilevel Monte Carlo method • New enhancements of the cross-entropy (CE) method, including the “improved” CE method, which uses sampling from the zero-variance distribution to find the optimal importance sampling parameters • Over 100 algorithms in modern pseudo code with flow control • Over 25 new exercises Simulation and the Monte Carlo Method, Third Edition is an excellent text for upper-undergraduate and beginning graduate courses in stochastic simulation and Monte Carlo techniques. The book also serves as a valuable reference for professionals who would like to achieve a more formal understanding of the Monte Carlo method. Reuven Y. Rubinstein, DSc, was Professor Emeritus in the Faculty of Industrial Engineering and Management at Technion-Israel Institute of Technology. He served as a consultant at numerous large-scale organizations, such as IBM, Motorola, and NEC. The author of over 100 articles and six books, Dr. Rubinstein was also the inventor of the popular score-function method in simulation analysis and generic cross-entropy methods for combinatorial optimization and counting. Dirk P. Kroese, PhD, is a Professor of Mathematics and Statistics in the School of Mathematics and Physics of The University of Queensland, Australia. He has published over 100 articles and four books in a wide range of areas in applied probability and statistics, including Monte Carlo methods, cross-entropy, randomized algorithms, tele-traffic c theory, reliability, computational statistics, applied probability, and stochastic modeling.

Monte Carlo Methods in Mechanics of Fluid and Gas

Monte Carlo Methods in Mechanics of Fluid and Gas PDF Author: Oleg Mikhaĭlovich Belot︠s︡erkovskiĭ
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814282367
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 281

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Book Description
This book is devoted to analysis of Monte Carlo methods developed in rarefied gas dynamics. Presented is the short history of the development of such methods, described are their main properties, their advantages and deficiencies. It is shown that the contemporary stage in the progress of computational methods cannot be regarded without a complex approach to the preparation of algorithms taking into account all the peculiarities of the problem under consideration, that is, of the physical nature of a process, the mathematical model and the theoretical aspects of computational mathematics and stochastic processes. Thoroughly investigated is the possibility of application of Monte Carlo methods in some kindred areas of science which are non-traditional for the use of statistical modeling (continuous media, turbulence). Considered are the possible directions of development of statistical modeling.

Student Solutions Manual to accompany Simulation and the Monte Carlo Method, Student Solutions Manual

Student Solutions Manual to accompany Simulation and the Monte Carlo Method, Student Solutions Manual PDF Author: Dirk P. Kroese
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470285303
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 204

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Book Description
This accessible new edition explores the major topics in Monte Carlo simulation Simulation and the Monte Carlo Method, Second Edition reflects the latest developments in the field and presents a fully updated and comprehensive account of the major topics that have emerged in Monte Carlo simulation since the publication of the classic First Edition over twenty-five years ago. While maintaining its accessible and intuitive approach, this revised edition features a wealth of up-to-date information that facilitates a deeper understanding of problem solving across a wide array of subject areas, such as engineering, statistics, computer science, mathematics, and the physical and life sciences. The book begins with a modernized introduction that addresses the basic concepts of probability, Markov processes, and convex optimization. Subsequent chapters discuss the dramatic changes that have occurred in the field of the Monte Carlo method, with coverage of many modern topics including: Markov Chain Monte Carlo Variance reduction techniques such as the transform likelihood ratio method and the screening method The score function method for sensitivity analysis The stochastic approximation method and the stochastic counter-part method for Monte Carlo optimization The cross-entropy method to rare events estimation and combinatorial optimization Application of Monte Carlo techniques for counting problems, with an emphasis on the parametric minimum cross-entropy method An extensive range of exercises is provided at the end of each chapter, with more difficult sections and exercises marked accordingly for advanced readers. A generous sampling of applied examples is positioned throughout the book, emphasizing various areas of application, and a detailed appendix presents an introduction to exponential families, a discussion of the computational complexity of stochastic programming problems, and sample MATLAB® programs. Requiring only a basic, introductory knowledge of probability and statistics, Simulation and the Monte Carlo Method, Second Edition is an excellent text for upper-undergraduate and beginning graduate courses in simulation and Monte Carlo techniques. The book also serves as a valuable reference for professionals who would like to achieve a more formal understanding of the Monte Carlo method.

The Monte Carlo Method in Condensed Matter Physics

The Monte Carlo Method in Condensed Matter Physics PDF Author: Kurt Binder
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662028557
Category : Science
Languages : en
Pages : 406

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Book Description
The Monte Carlo method is now widely used and commonly accepted as an important and useful tool in solid state physics and related fields. It is broadly recognized that the technique of "computer simulation" is complementary to both analytical theory and experiment, and can significantly contribute to ad vancing the understanding of various scientific problems. Widespread applications of the Monte Carlo method to various fields of the statistical mechanics of condensed matter physics have already been reviewed in two previously published books, namely Monte Carlo Methods in Statistical Physics (Topics Curro Phys. , Vol. 7, 1st edn. 1979, 2ndedn. 1986) and Applications of the Monte Carlo Method in Statistical Physics (Topics Curro Phys. , Vol. 36, 1st edn. 1984, 2nd edn. 1987). Meanwhile the field has continued its rapid growth and expansion, and applications to new fields have appeared that were not treated at all in the above two books (e. g. studies of irreversible growth phenomena, cellular automata, interfaces, and quantum problems on lattices). Also, new methodic aspects have emerged, such as aspects of efficient use of vector com puters or parallel computers, more efficient analysis of simulated systems con figurations, and methods to reduce critical slowing down at i>hase transitions. Taken together with the extensive activity in certain traditional areas of research (simulation of classical and quantum fluids, of macromolecular materials, of spin glasses and quadrupolar glasses, etc.

Monte Carlo Simulations of Disordered Systems

Monte Carlo Simulations of Disordered Systems PDF Author: S. Jain
Publisher:
ISBN:
Category : Digital computer simulation
Languages : en
Pages : 150

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