On the back-scatter cross-sections of ice spheres

Résumé La section droite de diffusion arrière de sphères de grand diamètre constituées par de la glace ou une matière (Stycast) ayant le même indice de réfraction est envisagée d'une manière à la fois théorique et expérimentale. La section droite est évaluée théoriquement par l'application d'une méthode d'optique géométrique simplifiée dans laquelle on considère seulement les réflexions sur les faces avant et arrière de la sphère. Dans le domaine du rapport diamètre/longueur d'onde de l'ordre de 1,3 à 6,7, les résultats obtenus par cette méthode s'accordent bien avec le calcul rigoureux de la section droite obtenu par la solution de l'équation demie. Pour des diamètres plus grands, la solution approchée sous-estime la section droite demie par un facteur qui est cependant plus petit que 3. La théorie simplifiée est étendue au cas de sphères diélectriques ayant leur surface partiellement couverte par une couche réfléchissante.Des données expérimentales sur la diffusion arrière, à une longuer d'onde de 3,22 cm, par des sphères en Stycast recouvertes d'une calotte sphérique de petite dimension, sont présentées dans le but d'illustrer la théorie précédente. En effet, les résultats obtenus, pour toutes les positions de la calotte sphérique au cours de sa rotation autour d'un axe vertical, sont en plein accord, dans la limite des erreurs expérimentales, avec la théorie faisant intervenir la composition de 3 parcours optiques principaux.

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A summary of this work was presented at the Tenth Weather Radar Conference, Washington, D. C., April 22–25, 1963.     

Streamlines in Bénard convection cells induced by surface tension and buoyancy

Résumé L'équation différentielle obtenue en appliquant la théorie des perturbations au problème de la convection cellulaire a déjà été résolue par rapport aux valeurs propres définissant le début de l'instabilité. Dans ce travail on cherche les fonctions propres correspondant à diverses combinaisons des forces de poussée et de tension superficielle et différentes conditions thermiques à la surface libre. On discute la relation entre la disposition des lignes de courant et le degré d'interdépendance des deux agents d'instabilité. On a tracé les lignes de courant dans le cas où la convection résulte de la tension superficielle seule sur une surface libre isolée thermiquement. Ces lignes sont peu différentes de celles qu'on trouve dans les mêmes conditions lorsque la convection est due à la poussée seule. Ceci explique le haut degré d'interdépendance entre les deux phénomènes, lorsque la surface supérieure est isolée thermiquement.     

Stress channelling in transversely isotropic elastic composites

Résumé Une théorie a déjà été proposée au sujet des matériaux à fibres de renforcement où l'on supposait que ces dernières étaient inextensibles et uniformément distribuées dans un composite considéré comme incompressible. Cependant, quelques unes des prédictions de cette théorie semblent être fondamentalement en désaccord avec la théorie classique de l'élasticité. Il est démontré ici que les résultats inattendus de cette théorie correspondent en fait à des cas limites de la théorie classique de l'élasticité pour des matériaux à isotropie transversale.     

On the flow of a cosserat fluid through a curved pipe

Summary A theoretical analysis is made of the flow of a Cosserat fluid in a curved pipe under a pressure gradient. It is assumed that the curvature of the pipe is small, that is the radius of the circle in which the central line of the pipe is coiled is large in comparison with the radius of the cross-section. Following Dean [2] a solution is developed by the method of successive approximation. The paths of the particles in the central plane and the projection of the streamlines on the cross-section of the pipe are compared with those of a Newtonian fluid. It is observed that in the theory of Cosserat fluids the curvature of the streamlines in the central plane increases and the motion is slower in the cross-section of the pipe. It is also shown that the rate of flow of a Cosserat fluid through a curved pipe is decreased due to the curvature of the pipe.

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Résumé On fait une analyse théorique de l'écoulement d'un fluide de Cosserat dans un tube sous un gradient de pression. On suppose que la courbature du tube est faible, c'est-à-dire que le radius du cercle qui fait la ligne du centre du tube est fort par rapport au radius de la coupe transversale.D'après Dean [2], on développe une résolution par approximations successives. On fait la comparaison des trajectoires des particules dans le plan central et la projection des lignes d'écoulement sur la coupe transversale du tube avec celles d'un fluide de Newton.On note que dans la théorie des fluides de Cosserat, la courbature des lignes d'écoulement dans le plan central augmente, et que la motion est ralentie dans la coupe transversale du tube. On démontre ensuite que le taux d'écoulement d'un fluide de Cosserat dans un tube courbe se diminue à raison de la courbature.

     

An analogy between dispersive wave propagation and special relativity

Summary It is shown that, with an appropriate definition of variables, the dynamics of monochromatic wave packets in a dispersive medium become, unexpectedly, identical in form to those describing the relativistic dynamics of classical mass particles. An example is provided by the analysis of wave propagation on a taut, massless string on which discrete masses are attached periodically at intervals that may be slowly dependent on position. An experiment illustrating the latter case shows the motion and the reflection of a wave packet by a gradient in the analog of a relativistic potential.

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Sommaire Il est montré que par une définition appropriée de variables la dynamique de paquets d'ondes monochromatiques dans un milieu dispersif prend, de facon inattendue, une forme identique à celle de la dynamique relativiste de masses ponctuelles classiques. Un example est fourni par l'analyse de la propagation d'ondes sur une corde tendue dépourvue de masse propre à laquelle des masses ponctuelles sont attachées périodiquement à des intervalles qui peuvent dépendre lentement de la position. Une expérience illustrant ce dernier cas montre le mouvement et la réflection d'un paquet d'ondes par l'analogue d'un gradient de potentiel relativiste.

     

Some results concerning displacements in a non-homogeneous elastic layer

Résumé On sait qu'un semi-espace de terrain isotrope, élastique et incompressible — dont le module de cisaillement accroît linéairement avec la profondeur, partant de zéro à la surface — réagit à la charge superficielle exactement selon les hypothèses faites par Winkler dans sa théorie de la réaction du niveau de fondation. On examine ici jusqu'à quel point la validité de ce résultat s'applique à un milieu de profondeur limitée. On y démontre que, si la profondeur de la couche dépasse la largeur de la surface chargée, le tassement d'une charge répartie uniformément est aussi pratiquement uniforme. Cependant, au delà du sol chargé, la surface se souleve d'une manière sensible, même lorsque la couche est d'une épaisseur modérée.     

Interference patterns of zonal gratings: Application to rheology of polymers

Résumé Cet article présente la théorie des franges de moiré créées par des réseaux circulaires de pas égal ou légérement différent. Nous avons établi les équations différentielles reliant les lignes de reférence et les lignes du modèle avec les franges de moiré produites par la superposition de ces deux familles de lignes. Les franges de moiré fournissent les ellipses de déplacement dans un champ de déformation uniforme. Ces franges ont été utilisées pour mésurer simultanément la complaisance de fluage et le coefficient de contraction latérale d'une matière viscoelastique linéaire le long de son spectre viscoélastique entier.On est arrivé à demontrer que le coefficient de la contraction latérale est une fonction monotone croissante qui tend asymptotiquement vers la valuer limite de 0.5 valable pour toute matière incompressible. Les fonctions caractéristiques de la complaisance de fluage à la traction et le coefficient de contraction latérale sont suffisantes pour la définition viscoélastique complète de la matière.Les résultats obtenus ont été comparés avec succès à ceux qui ont été déduits d'une méthode indirecte qui utilise une seule fonction caractéristique le long du spectre viscoélastique entier de la matière et la valeur initiale d'une autre fonction.     

On the frame-dependence of stress and heat flux in polar fluids

Summary A special theory of polar fluids is developed with a view to providing some insight into the questions of the frame-dependence of stress and heat flux, arising out of a recent paper by Müller (1).

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Résumé Le but de cet article est de développer une théorie spéciale des fluides à molécules polaires afin d'éclaircir deux questions soulevées dans un récent article de Muller (1), à savoir: le flux de chaleur et une possible relation de dépendance entre la tension et le système de coordonnées choisi.

     

Plane gasdynamic flows with orthogonal magnetic and velocity field distributions

Résumé Nous considérons ici les propriétés d'écoulements magnétohydrodynamiques permanents, à deux dimensions, d'un fluide élastique non-visqueux et non-conducteur de la chaleur ayant une conductivité électrique infinie, lorsque les champs magnétiques et de vitesse sont partout orthogonaux. On montre qu'un tel écoulement peut être effectivement rattaché à une classe à quatre paramètres d'écoulements compressibles à deux dimensions d'un fluide non-conducteur. En admettant une équation d'état approximatif, on montre de plus que ces écoulements magnétohydrodynamiques peuvent être assimilés à des écoulements irrotationaux, de fluides incompressibles et non-conducteurs, à condition que les variations de vitesse restent limitées. A titre d'exemple, la théorie est appliquée à l'écoulement dans un canal.     

Integral transforms for shock-shock interaction — Three dimensional planar wings

Résumé Si une onde de choc de force arbitraire rencontre une aile pointue aplatie qui se déplace à une vitesse supersonique, une région de perturbations est générée. Une expression analytique explicite en termes de perturbations de pression est trouvée par l'application de transformations d'intégrales au problème des conditions initiales-limites. La théorie est appliquée au problème de l'interaction d'une onde de choc plane et d'une aile delta plane (avec des bords d'attaque définiment supersoniques) en petite incidence. Les résultats numériques pour la répartition des pressions sont présentés.     

On the development of the Goldstein wake

Résumé Une lame plate est située dans un fluide visqueux. Un courant la traverse à une vitesse constante après un commencement impulsif àt=0. Dans cet article nous étudions le mouvement de la couche limite correspondante dans le sillage. A chaque instant sa forme ressemble à celle décrite par Goldstein, suivant une courbe cubique derrière la lame qui s'élargit continuellement. La pression s'accroit commet ^1/6. De plus, la «couche triple» découverte par Stewartson et Messiter existe près du dos de la lame.A la distancex derrière la lame, la vitesse perpendiculaire à la lame perd sa continuité à travers le courant àt=x/U. Nous trouvons la grandeur de cette discontinuité.     

Some properties of generalized epicycloids applied to fracture mechanics

Résumé La réflexion partielle d'un faisceau lumineux sur le revers d'une plaque mince en plexiglas comportant une fissure intérieure symétrique formant un angle quelconque avec l'axe d'application de la charge extérieure, crée des déviations des rayons réfléchis dans la zone contractée qui entoure l'extrémité de la fissure. Ces déviations forment une caustique. On montre, dans cet article, que cette caustique prend la forme d'une courbe épicycloïdale générale, valable pour tous les matériaux qui ont un comportement élastique. Cette courbe est créée par l'extremité du vecteur résultant qui représente les rayons de lumière réfléchis et déviés sur la plaque fissurée. On étudie ensuite les proprietés caractéristiques de ce type d'épicycloïdes en relation avec le facteur complexe d'intensité des contraintesK ^*. Les résultats des essais faits à l'aide des plaques munies des fissures intérieures symétriques d'orientation différente par rapport à l'axe d'application de la charge extérieure sont en parfait accord avec les résultats de la théorie.     

Méthode expérimentale en tube de choc pour l'étude de la déformation d'une onde de choc oblique atteignant des aubes pleines parcourues par un écoulement subsonique

Résumé Le problème de l'interaction instationnaire entre un choc oblique et une ou plusieurs aubes planes avec écoulement subsonique, qui apparaît dans l'étude des compresseurs transsoniques, est traité expérimentalement à l'aide d'une méthode originale. L'écoulement et l'onde de choc faible sont créés par un même choc relativement fort se réfléchissant partiellement sur une paroi poreuse placée obliquement dans un tube de choc. Les résultats photographiques présentés permettent de vérifier la théorie développée dans une précédente publication pour le cas d'une aube isolée tout en illustrant les effects de grille.

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Summary Unsteady interaction between an oblique shock wave and one or more flat blades in subsonic flow, which appears in the study of transonic compressors, is studied with an original method. The subsonic flow and the weak shock wave are generated by the same relatively strong shock propagating in a shock tube and reflected partially on an inclined porous wall. The photographic results verify a previously published theory [2] for the case of an isolated blade and, in addition, show the cascade effects.

     

Anatomy of the Shape Hessian

Summary The computation of the Shape Gradient with respect to domain perturbations plays a central role in the theory and numerical solution of Shape Optimization problems. In 1907 J. Hadamard introduced a method which has been and still is widely used to obtain many useful results for applications. The mathematical limitation of his method rests in the fact that the deformations of the domain are a function of the smoothness of the normal to the boundary (hence the smoothness of the boundary). New developments by the Nice School (J. Cea and J. P. Zolesio) using arbitrary velocity fields of deformation relaxed the condition that the deformation be carried by the normal to the boundary. Finally the use of «Shape Lagrangians» by Delfour and Zolésio made it possible to obtain Shape Gradients by a simple constructive method which does not require the derivative of the state with respect to the domain. In this paper we apply this last method to semi convex cost functions. This extension makes it possible to compute the «Shape Hessian» or «Shape directional second derivative». We give several expressions for the «Shape Hessian» and a set of equations characterizing its kernel.

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Résumé En Optimisation de forme le calcul du gradient par rapport aux déformations du domaine joue un rôle central dans la théorie et la résolution numérique de ces problèmes. C'est en 1907 que J. Hadamard montra comment obtenir ces gradients par une méthode originale de perturbations du domaine portées par la normale à la frontière du domaine. La «méthode d'Hadamard» a permis jusqu'à nos jours de traiter ces problèmes et d'obtenir de nombreux résultats utiles pour les applications. La limitation mathématique de cette méthode réside dans le fait que les déformations sont liées à la régularité de la normale (donc celle de la frontière). De nouveaux développements utilisant la méthode des champs de vitesse de déformation de l'École niçoise (J. Céa et J. P. Zolésio) ont permis de séparer les contributions respectives de ces deux variables. Enfin l'utilisation du «lagrangien de forme» par Delfour et Zolésio a permis d'obtenir les gradients de forme par une méthode simple et constructive ne nécessitant pas la dérivée de l'état par rapport au domaine. Dans cet article nous appliquons cette dernière méthode à des fonctions coût semi convexes ce qui permet d'obtenir l'«hessien de forme» ou derivée directionnelle seconde par rapport aux domaines. On donne plusieurs expressions de cet hessien ainsi que des équations caractérisant son noyau.

     

Méthode de mesure de la chaleur spécifique par température croissante ou décroissante

Résumé L'obtention des valeurs expérimentales de l'entropie, à l'équilibre, à partir des grandeurs thermiques, est rendue compliquée pour un supraconducteur se trouvant dans une phase mélangée, mixte ou intermédiaire, par le comportement irréversible observé en général dans les échantillons réels. Il est possible de réduire, voire supprimer l'incertitude dans l'interprétation des résultats si l'on détermine les variations d'entropie non seulement pour des températures et champs magnétiques croissants, mais également pour des températures et champs décroissants. On décrit une méthode de mesure de la chaleur spécifique, valable pourT<10°K, inspirée de la méthode d'impulsion d'une part, en ce sens qu'elle a l'avantage de travailler sur des états de quasi équilibre en température du système, et de la méthode de refroidissement continu d'autre part, puisqu'elle utilise une perte thermique permettant la mesure par température décroissante. Le modèle théorique correspondant au dispositif expérimental est traité complètement du point de vue mathématique. Les erreurs systématiques propres à la méthode peuvent être réduites à moins de 0.5% et des variations de température de quelques millidegrés peuvent être encore mesurées avec une précision de l'ordre du pourcent. Le procédé convient donc bien à l'étude détaillée des transitions de phase supraconductrices.

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Summary It is difficult to obtain equilibrium values of entropy from measured thermal quantities, for superconductors in a mixed phase, because of irreversible behavior generally observed in real samples. It is possible to reduce, even suppress, the uncertainty arising from interpretation of results, if entropy variations are determined not only for increasing magnetic field and temperature, but also for decreasing field and temperature. A method to measure the specific heat is described, which is valid forT<10°K. As in the case of the heat burst method, the advantage is that the determination occurs from quasi-equilibrium states in temperature of the system. In addition, a heat leak allows us also to make measurements with decreasing temperature, as in the cooling curve method. The theoretical model corresponding to the experimental arrangement is thoroughly analysed from a mathematical point of view. Systematic errors, arising from the method itself, may be reduced to less than 0,5% and temperature variations of a few milli-degrees can still be measured with a precision of the order of 1%. This procedure is then well adapted to the detailed study of superconducting phase transitions.

     

Sur La H-Rigidite Des Surfaces Completes De R3

Le théorème fondamental de la théorie localedes surfaces affirme que toute immersion C³ d'une surface dansR³ est déterminée, à congruence près,par sa première et deuxième forme fondamentale.Nous montrerons dans cette note qu'une surface complèteC⁵ de R³ avec |dH| 0 est en fait essentiellement détermineé,à congruence près, par la première formefondamentale et la trace de la seconde, i.e. par la métriqueet la fonction courbure moyenne H. 1991 Mathematics SubjectClassification 53A05, 53A10.     

Étalement en couche mince d'un jet liquide cylindrique vertical sur un plan horizontal

Résumé Quand un jet liquide cylindrique vertical tombe sur une plaque plane horizontale, il s'étale en général sur celle-ci en un écoulement en film mince limité par un ressaut circulaire, au delà duquel, le film a une épaisseur plus grande. Une étude théorique est faite aussi bien en zone torrentielle qu'en zone fluviale et la position du ressaut est déterminée; ces résultats sont comparés aux courbes expérimentales et l'évolution du profil des vitesses est déterminée dans la zone fluviale par anémométrie laser.

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Conclusion Cette étude nous a permis de mettre en évidence une concordance acceptable entre le profil réel et le profil semi-parabolique des vitesses dans la zone fluviale dans le cas de nos conditions expérimentales [11]. D'autres conditions, ne permettant pas le renouvellement constant du liquide de la surface libre, auraient conduit certainement à un autre type de profil [12]. Par ailleurs le calcul théorique associé à ce profil nous a permis de prévoir la position du ressaut avec une précision acceptable. Enfin, la structure du ressaut relatif à ce type d'écoulement a pu être précisée.When a cylindrical vertical liquid jet falls on an horizontal flat plate it spreads out generally in a thin layer bounded by a circular hydraulic jump outside which the layer has a much greater depth. The theoretical study is done for the supercritical and subcritical flows and the hydraulic jump is located. The relations obtained are compared with experimental results and the evolution of the velocity profil is determined in the subcritical flow by laser anemometry.

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Cette recherche a fait l'objet d'un contrat ONRS (Organisme National de la Recherche Scientifique Algérien) No. 76 AA 01/1.     

The motion of incompressible fluids with electrical resistivity past thin airfoils in oblique fields

Résumé Le problème de l'écoulement des fluides à résistivité électrique en présence d'un profil mince, dans le cas des champs obliques, est réduit à la résolution d'une équation intégrale du type Fredholm. L'équation peut être résolue à l'aide de la méthode des approximations successives. Dans le cas des champs alignés et dans celui des champs perpendiculaires, lorsque pourR (nombre magnétique de Reynolds) nous considérons des valeurs petites, les équations se résolvent de façon explicite et exacte. On détermine la portance dans le cas d'une plaque et on montre la manière dont la portance décroit à mesure queR augmente. On montre également que dans le cas des champs orthogonaux, la portance est plus petite que dans celui des champs alignés. De la solution générale on obtient, comme cas particulier, la solution de l'aérodynamique classique ainsi que la solution du cas du fluide à résistivité négligeable.     

Maschinelle Auswerterechnung bei der Flugabwehr

Résumé L'auteur montre dans les grandes lignes comment on procède à l'analyse des épreuves optiques d'appareils de commande de tir (appareils directeurs) pour la défense terrestre contre avions sur une calculatrice digitale électronique dirigée par programme. Il donne entre autre des méthodes de calcul pour l'aplanissement des valeurs d'entrée, la représentation de la ballistique, le calcul du point d'impact, etc.Le programme de calcul pour l'analyse complète comprend dans le cas présent 5 programmes principaux et 18 sous-programmes.