Densité spectrale neutronique de puissance, fonction de transfert et bruit d'entrée d'un réacteur nucléaire à eau bouillante

Considérant un réacteur nucléaire à eau bouillante comme un système physique ponctuel soumis à un processus de Markov, les équations de Chapman-Kolmogorov, Fokker-Planck et Langevin nous permettent de calculer successivement la fonction de transfert (FT), la densité spectrale de puissance de bruit neutronique (DSP) et le bruit d'entrée du réacteur (BE). Compte tenu des ordres de grandeurs numériques des paramètres nucléaires d'un réacteur à eau bouillante, une forme analytique approchée est proposée pour ces trois fonctions, ce qui permet en particulier d'interpréter aisément la présence d'un pic caractéristique de la contre-réaction due à l'ébullition tant sur la DSP que sur la FT. Les limites dans lesquelles ces approximations sont valables sont également indiquées.     

Problème de Cauchy non autonome pour des équations d'évolution

Nous étudions dans un espace de Banach le problème de Cauchy pour des équations d'évolution gouvernées par des opérateurs dépendant du temps dans un cadre plus général que les hypothèses d'accrétivité. D'une part, ce cadre s'adapte bien à des perturbations continues vérifiant des conditions de type Osgood, d'autre part, l'essentiel des résultats de la théorie moderne des équations d'évolution abstraites se trouve prolongé à ce nouveau contexte.     

Antisymmetric problems in shock diffraction theory

Various aspects of the diffraction of plane shock waves by moving antisymmetric thin bodies are examined. A method is presented for removing the inhomogeneity in the shock condition. This is done without knowledge of the explicit form of the solution, and is applicable to both symmetric and antisymmetric problems. With this reduction, explicit solutions have been previously obtained for symmetric bodies. For the antisymmetric case, the problem has been previously reduced to a complicated set of integrodifferential equations. In the cases where the flow field exhibits conical properties or when the body is slender, solutions may be obtained without recourse to solving the governing integral equations. In this paper it is shown that two-dimensional conical solutions are obtainable for moving antisymmetric wings only in the restricted case of the wing Mach numbers relative to the stream ahead of and behind the shock being the same. An analytical solution is presented for the above problem. In the case of slender bodies, it is shown that the classical steady slender body theory may be extended to shock diffraction problems and again analytical solutions are presented. It is shown that for general slender bodies, the lift and moment coefficients, and therefore the center of lift is influenced by the shock wave only through the Mach number change across the shock. Results are presented for the pressure distribution on the body, the lift and moment coefficients, and the center of lift for various slender body configurations at angle of attack.

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Résumé Les différents aspects de la diffraction des ondes de choc par les corps antisymétriques en mouvement sont examinés. Une méthode pour éliminer l'inhomogénéité dans la condition de choc, sans avoir recours à la forme explicite de la solution est présentée. Cette méthode peut être utilisée pour l'étude des problèmes symétriques aussi bien qu'antisymétriques. A l'aide de cette réduction, des solutions explicites ont été obtenues précédemment pour les corps symétriques. Dans les cas antisymétriques, il est connu que le problème peut être réduit à la résolution d'un système d'équations intégro-différentielles assez compliquées. Dans le cas où le champ d'écoulement possède certaines propriétés coniques, ou quand le corps est mince, on obtient des solutions sans reoudre les équations intégrales associées. Dans cet article il est démontré que des solutions coniques bi-dimensionnelles peuvent être obtenues pour des mouvements des ailes antisymétriques seulement dans le cas restrictif ou le nombre de Mach de l'aile relatif au courant en amont ainsi qu'en aval du choc est le même. Dans le cas des corps minces il est montré que la théorie classique pour les corps minces en équilibre peut être étendue aux problèmes de diffraction des chocs et on obtient des expressions analytiques pour la représentation des solutions. En outre, il est montré que pour des corps minces en général le coefficient de la portance et le coefficient du moment et, par conséquent, le centre de portance sont influencés uniquement par le changement du nombre de Mach causé par le choc. On obtient ainsi des résultats relatifs à la distribution de la pression sur le corps, le coefficient de la portance, le coefficient du moment et le centre de portance pour différentes configurations des corps minces avec un angle d'attaque.

     

Densité spectrale neutronique de puissance,fonction de transfert et bruit d'entrée d'un réacteur nucléaire à eau bouillante

Résumé Considérant un réacteur nucléaire à eau bouillante comme un système physique ponctuel soumis à un processus de Markov, les équations de Chapman-Kolmogorov, Fokker-Planck et Langevin nous permettent de calculer successivement la fonction de transfert (FT), la densité spectrale de puissance de bruit neutronique (DSP) et le bruit d'entrée du réacteur (BE). Compte tenu des ordres de grandeurs numériques des paramètres nucléaires d'un réacteur à eau bouillante, une forme analytique approchée est proposée pour ces trois fonctions, ce qui permet en particulier d'interpréter aisément la présence d'un pic caractéristique de la contre-réaction due à l'ébullition tant sur la DSP que sur la FT. Les limites dans lesquelles ces approximations sont valables sont également indiquées.Recherche partiellement subventionnée par le Fonds National de la Recherche Scientifique, subside no. 2.178.74.     

Steady magnetohydrodynamic flow of an incompressible viscous fluid involving an ignorable co-ordinate

Résumé On considère l'écoulement visqueux régulier et incompressible ainsi que la distribution de température d'un fluide conducteur d'électricité contenu dans un conduit. En utilisant une forme spéciale du potentiel vectoriel magnétique et en changeant les variables des coordonnées, on démontre la possibilité de réduire le problème de l'écoulement à la résolution de l'équation de Poisson et de deux équations indépendantes linéaires différentielles et partielles du deuxième ordre. Les résultats obtenus sont employés pour déterminer l'écoulement et la distribution de la température d'une forme peu commune de l'écoulement de Couette.     

Sur les dérivées des opérateurs du type Navier-Stokes

Résumé Dans cette note on caractérise les opérateurs linéaires qui représentent la dérivée de Fréchet en un point d'un opérateur nonlinéaire du type envisagé (dans [2]) comme modèle fonctionnel de l'opérateur dans l'espace des vitesses qui gouverne le problème aux limites homogène pour les équations de Navier-Stokes stationnaires.     

Graphical solution of axially symmetric problems of plastic flow

Résumé Une méthode graphique de solution des problèmes dans le cas de symétrie axiale a été proposée pour des corps rigides, parfaitement plastiques, obéissants au critère d'écoulement de Coulomb-Tresca et à l'hypothèse du potentiel plastique. Deux cas ont été considérés: d'une part des régimes de Haar-Kármán pour lesquels la contrainte circonférencielle est égale à l'une des contraintes principales contenues dans le plan axial, et d'autre part des régimes duor lesquels l'une des vitesses de déformation principales dans le plan axial est nulle.     

Flow in an occluded circular cylindrical tube with permeable wall

Résumé L'éoulement d'un liquide dans un tube à paroi perméable se rencontre dans plusieurs problèmes d'ingénieur, tels que la purification de l'eau, l'osmose inverse, l'écoulement dans un milieu proeux, etc. Cet exposé traite un problème physiologique, à savoir, l'écoulement du sang dans les plus petits vaisseaux sanguins, les «capillaires».L'expérience de «micro-occlusion» de Landis (1927) était un pas important dans le problème du transport fluidique à travers un vaisseau sanguin. Récemment, Zweifach et Intaglietta (1966, 1968) ont obtenu des données importantes grâce à une expérience perfectionnée du type de celle de Landis. L'interprétation de ces expériences se fonde sur l'hypothèse de Starling de l'interaction des pressions osmotique et hydrostatique. Dans cet ouvrage, on étudie un modèle simplifié du transport fluidique à travers la paroi d'un vaisseau sanguin capillaire. On donne une méthode analytique pour étudier l'appliation de l'hypothèse de Starling au mouvement d'un fluide visquex dans un tube circulaire occlu. On suppose que les pressions hydrostatique et osmotique de l'espace extérieur entourant le tube aient les mêmes valeurs d'équilibre avant et après l'occlusion, de sorte que l'écoulement de masse à travers la paroi du tube, conformément à l'hypothèse de Starling, est simplement proportionnel au changement de la pression hydrostatique à travers le paroi. La solution démontre que, quand la constante de perméabilité dépasse une certaine valeur, l'éoulement axial amont détermine le mouvement fluidique; et que l'écoulement à travers la paroi du tube est plus ou moins indépendant de la perméabilité de la paroi. Quand la constante de perméabilité est petite, l'écoulement à travers la paroi est proportionnel à la perméabilité.L'hypothèse de Starling étant applicable à la dialysation des membranes, la présente démonstration a d'autres domaines d'application pour l'ingénieur. Cette méthode d'analyse peut être appliquée pour résoudre un type général du problème de valeur de limite associée à l'équation de Stokes dans laquelle deux conditions indépendantes sont données pour la surface et l'une des extrémités de la région cylindrique circulaire.     

On free boundary problems with arbitrary initial and flux conditions

The paper is concerned with the free boundary problem of a semi-infinite body with an arbitrarily prescribed initial condition and an arbitrarily prescribed flux at its face. An analytically exact solution to the problem is found and established, which is expressed in terms of some functions and polynomials of the error integral family and timet. Convergence of the series solution is considered and proved. For illustration, the solution is applied to a special problem, which is discussed in detail. Some remarks about the solution are also included.

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Résumé Cet article traite du problème à limites variables pour un corps semi-infini, les conditions initiales et un flux arbitraire sur la face étant donnés. On obtient une solution analytique exacte de ce problème. Elle est formulée à l'aide de fonctions et de polynomes de la famille des intégrales d'erreur et en fonction du tempst. La convergence des séries apparaissant dans la solution est étudiée et vérifiée. Comme illustration, les résultats sont appliqués à un problème particulier qui est étudié en détail. Quelques remarques complètent le travail.

     

The decay of a magnetohydrodynamic shock wave

Résumé On utilise l'analyse linéaire pour étudier les faibles perturbations non-isentropiques des équations relatives aux écoulements unidimensionnels et non-stationnaires d'un fluide non visqueux idéal, parfaitement conducteur de l'électricité et compressible, soumis à l'action d'un champ magnétique transversal. On utilise la solution générale de la perturbation non-isentropique d'un écoulement par ondes simples centrées pour déterminer la perturbation qui se manifeste lorsqu'une onde de choc magnétohydrodynamique, tout d'abord uniforme et de force arbitraire, rencontre le régime d'onde simple.Dans le cas limité d'un champ magnétique nul, la solution se réduit exactement à celle du problème correspondant de la dynamique classique des gaz. C'est la une confirmation de la validité de la théorie.

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This research was supported by National Science Foundation grant GP 87190.     

Nouvelles Methodes en Contrôle Impulsionnel

Resumé On présente dans cet article une méthodologie générale de traitement des problèmes de contrôle impulsionnel, fondée sur l'étude systématique des inéquations quasi variationnelles. Celles-ci jouent pour le contrôle impulsionnel un rôle analogue à celui des équations de Hamilton-Jacobi-Bellman pour le contrôle continu.La notion d'inéquation quasi-variationnelle généralise celle d'inéquation variationnelle. On donne un théorème d'existence de solution d'une inéquation quasi-variationnelle et on montre que cette solution permet de construire une solution optimale pour un problème de contrôle impulsionnel.

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This article develops a general methodology for solving optimal impulse control problems. The basic tool is the concept of quasi-variational inequalities. These inequalities play for impulse control a part similar to Hamilton-Jacobi-Bellman equations for continuous control theory.The concept of quasi variational inequality generalizes the concept of variational inequality. One gives a theorem of existence of a solution of a quasi variational inequality and one shows that it is possible to deduce from it an optimal solution for a problem of impulse control.

     

The indentation of elastic and viscoelastic strips by rigid or elastic cylinders

Résumé Nous examinons les effets produits par la compression d'une bande élastique infinie entre deux cylindres élastiques à surface lisse d'une part, et par celle d'une bande visco-élastique entre deux cylindres rigides à surface lisse d'autre part. Nous déterminons en particulier la distribution de la pression sur la surface de contact. La pression de contact est donnée par une équation intégrale singulière dont le noyau peut être ramené avec une très bonne approximation à un logarithme plus un polynôme, cette dernière équation intégrale pouvant alors être résolue sous forme fermée. Il apparaît ainsi un paramètri géométrique, définissant le rapport entre l'épaisseur de la demi-bande et le rayon du cylindre, et nous obtenons des solutions valables, dans le cadre de l'approximation infinitésimale des contraintes, pour des valeurs de allant jusqu'à l'ordre de 10^–3, cas correspondant à une bande mince. D'autre part,on obtient un résultat très voisin de la solution du problème du demi-plan lorsque est de l'ordre de 10, cas correspondant à une bande épaisse. Ces deux solutions sont déduites pour la bande élastique, tandis que dans le cas visco-élastique, on a présenté la solution de la bande mince.     

Laminar flow through parallel and uniformly porous walls of different permeability

Résumé Le problème de l'écoulement constant d'un liquide visqueux laminaire incompressible à travers un conduit à deux dimensions, le liquide étant aspiré ou injecté à travers ses parois uniformément poreuses, est généralisé dans le cas où les vitesses le long des parois sont différentes. L'écoulement qui s'ensuit satisfait une équation différentielle non linéaire ordinaire d'un nombre Reynolds d'absorbtion, et cette équation est résolue par la technique de perturbation. Cette équation différentielle est également résolue par le calcul, et l'on vérifie l'exactitude de la solution de série. Des expressions générales pour les distributions de vitesse, les coefficients de pression et la friction de surfaces sont données au moyen du nombre Reynolds. Le graphique de friction des surfaces indique que l'écoulement à travers un conduit ayant des parois poreuses de perméabilité inégale est régulier et stable comme dans le cas d'un écoulement symétrique.     

On the axisymmetric interaction of a rigid disc with a semi-infinite solid

An analytical treatment is presented for the determination of the response of a vertically-loaded disc embedded in a semi-infinite elastic medium. By means of Love's method of potential and a set of relaxed boundary conditions, the mixed boundary value problem is formulated as dual integral equations with the aid of Hankel transforms. On the reduction of the dual integral equations to a Fredholm integral equation which features a closed-form kernel, solutions to the inclusion problem are computed. In addition to including existing solutions for zero and infinite embedment as degenerate cases, the present analysis reveals a severe boundary-layer phenomenon which is apt to be of significance to this class of problems in general. As illustrations, numerical results on the load-displacement relation, the response of the embedding medium, as well as the contact load distribution are included.

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Résumé Une solution analytique est présentée pour déterminer la réponse d'un disque rigide horizontal chargé verticalement et enfoui dans un milieu semi infini élastique. En utilisant la méthode des potentiels de Love et en imposant un ensemble de conditions aux frontières de type mixte, le problème est formulé à l'aide d'une paire d'équations intégrales au moyen de la transformée d'Hankel. On réduit la paire d'équations intégrales à une simple équation intégrale de type Fredholm pour laquelle on obtient une expression analytique du kernel. En plus d'inclure les solutions classiques d'un disque enfoui à une profondeur nulle ou infinie, le présent travail révèle certains aspects de ce problème général d'interaction, aspects qui n'apparaissent pas nécessairement dans les études précédentes. Une méthode est exposée pour le traitement numérique des différentes intégrales rencontrées. Sont inclus, à titre d'exemples, la distribution de la contrainte verticale de contact, le ratio force-déplacement, et quelques caractéristiques concernant la réponse du milieu.

     

Theoretical and numerical aspects of contact problems for shells

The paper deals with the contact problem of a shell with rigid housing enclosing it or with a set of punches. Using Timoshenko's shell theory, a basic regularized functional of total energy without any distributions (Dirac's delta functions) has been considered. Properties of this functional as well as the question of the existence of a solution have been formulated as theorems. Applying the method of variational inequalities, a numerical method has also been developed. Applications of these theorems on the contact of an axially symmetrical cylinder with a rigid housing have been presented.

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Résumé Dans cet article on considère le probleme du contact d'une coque avec le logement rigide ou avec un groupe de poinçons. En profitant des équations du type de Timoshenko pour les coques, on forme la fonctionelle d'énergie totale dans laquelle on élimine les distributions du type de delta de Dirac que l'on trouve dans les formes classiques. Les propriétés de cette fonctionelle ainsi que la question de l'existence d'une solution ont été formulées comme ensemble de théorèmes. L'analyse numérique du problème est effectuée en appliquant la méthode des inéquations variationelles. Ces théorèmes sont appliqués à l'exemple du contact d'un cylindre axisymétrique avec le logement rigide.

     

Optimization problems in magnetohydrodynamic flows

Résumé On traite le problème des conditions de maximum de conversion d'énergie dans les générateurs magnétohydrodynamique pour les écoulements incompressibles et compressibles, et pour les cas ou les électrodes sont répartis soit en sections finies soit en sections continues. Les conditions d'optimalité sont trouvées pour les cas finis par le principe de Bellman, et pour le cas de repartition infinie des électrodes par l'équation fondamentale de la programmation dynamique.     

On the theories used for the wave propagation in laminated composite thin elastic shells

In this paper, the problem of propagation of free harmonic waves in cross-ply laminated thin elastic shells is considered. For this problem, a theoretical unification of the most commonly used, in physical and engineering applications, thin shell theories which take into consideration transverse shear deformation effects is presented. In more detail, the problem is formulated in such a way that by using some tracers, which have the form of Kronecker's deltas, the obtained stress-strain relations, constitutive equations and equations of motion produce, as special cases, the corresponding relations and equations of the transverse shear deformable analogs of Donnell's, Love's and Sanders' theories. Using an eigenvalue form solution of the equations of motion, a comparison of corresponding numerical results obtained on the basis of all of the afore-mentioned theories is made. Comparisons with corresponding results obtained on the basis of the classical thin shell theories of Donnell, Love, Sanders and Flugge are also made.

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Resumé On étudie un problème de propagation d'ondes harmoniques libres dans une fine coque cylindrique, élastique, composée de lamelles croisées. On présente une unification des théories les plus courantes que les ingénieurs et physiciens appliquent aux problèmes de coques minces sous considération de la déformation due au cisaillement transverse. En détails, le problème est formulé de telle façon qu'en utilisant des opérateurs de trace (sous forme du symbole de Kronecker) les relations obtenues: contrainte-déformation, équations constitutives et équations de mouvement donnent comme cas spéciaux les relations correspondantes et les équations des problèmes analogues (déformation de coques minces par cisaillement transverse) des théories de Donnell, Love et Sanders. En utilisant une solution aux valeurs propres des équations de mouvement, on compare les résultats numériques obtenus grâce aux théories mentionées ci-dessus aux résultats correspondants sur la base des théories classiques de Donnell, Love, Sander et Flugge.

     

Numerical integration of an orbit and its concomitant variations by recurrent power series

Résumé Lorsqu'il s'agit de calculer tout en une fois une orbite et la résolvante de ses équations aux variations dans le problème restreint des trois corps, l'intégration par séries de puissances récurrentes s'avère nettement plus avantageuse que d'autres procédés numériques. A précision égale, les développements en séries ne prennent que 30% du temps mis par les méthodes à pas multiples, et seulement 12 à 15% du temps employé par la méthode deRunge-Kutta-Nystrom.     

On the numerical solution of Cauchy type singular integral equations and the determination of stress intensity factors in case of complex singularities

Summary A Cauchy type singular integral equation along a finite real interval and with a weight function with complex singularities at the end-points of the integration interval can be numerically solved by reduction to a system of linear equations, by using an appropriate numerical integration rule associated with the Jacobi polynomials, in exactly the same way used for the case of real singularities. For the numerical solution of such an equation arising in plane elasticity crack problems and the evaluation of stress intensity factors at crack tips, the Lobatto-Jacobi numerical integration rule is the most appropriate.

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Résumé Une équation intégrale du type de Cauchy singulière le long d'un intervalle fini réel et avec une fonction pondérante ayant des singularités complexes aux extremités de l'intervalle d'intégration peut être résolue numériquement par réduction à un système d'équations linéaires, en utilisant une règle appropriée d'intégration numérique associée aux polynômes de Jacobi, exactement de la même manière que dans le cas des singularités réelles. La façon la plus appropriée de trouver la solution numérique de cette équation telle qu'elle se présente dans les problèmes de fissure en élasticité plane et d'évaluer les facteurs de contrainte aux extremités da la fissure est la méthode d'intégration numérique de Lobatto-Jacobi.

     

Sur l'analyse de l'évolution et de la stabilité de l'onde de choc dans la classe de perturbations exponentielles

Résumé On considère le problème de stabilité de l'onde de choc normale stationnaire dans un fluide idéal. On a prouvé, contrairement à [1], que le problème linéaire étudié par D'yakov [2] était correctement posé. On a également démontré que la stabilité exponentielle de l'onde de choc [2, 4, 5] n'existe pas. On a étudié tous les cas de dégénérescence des solutions du problème. On a établie que la considération détaillée de ces cas entraîne le changement de dépendance fonctionnelle de la solution des coordonnées de l'espace.