Engineer's Book

————— PHYSICS – SPACE – ALGORITHMICS ——-

Modélisation et Simulation Scientifiques – Résumé – Synthèse

Written By: Jean-Paul Cipria - Mar• 03•16
Modélisation - Simulation - Boites-Blanches - Noires - Grises

Modélisation – Simulation – Boites-Blanches – Noires – Grises – La courbe de Chaînette – Application aux Structures Porteuses de Ponts.

Cet article n’a pas pour but d’être diffusé ni même d’être un apport « compréhensif » des concepts et pratiques scientifiques. Ceci est fait par ailleurs dans le « fond » des études listées ci-dessous. C’est juste un résumé destiné à l’auteur en vue de les retrouver plus facilement grâce à la base de données du site « Engineer’s Book » qui regroupe un peu plus de 700 articles depuis 2010. Ce qui commence à être volumineux !

Plutôt que d’utiliser des classeurs, comme les créatures académiques  nous le préconisent par ailleurs, je base-de-données-ise, je webé-ise et je comprends, ici. Ailleurs ? Les avis sont … défavorables !

Nous élaborons, donc, une thèse de doctorat en physique, à la maison, plutôt qu’au travail. En quoi, pourquoi, aurions-nous besoin de travaux de haut niveaux au travail, dans l’industrie européenne, dans l’enseign…, pardon, l’éducation ? Nous avons les réponses. C’est pourquoi nous vous posons la question … « dans le cadre de vos comportements réflexifs sur les activités de vos pratiques professionnelles. » ou sur « les pratiques de vos activités professionnelles« , cela fonctionne aussi, comme « instiguent » les créatures académiques éduco-nationales.

Jean-Paul Cipria – Very old engineer. Looks for  a Job elsewhere than in Europe.

Created :2016-03-03 18:25:06. – Modified : 2017-02-05 12:29:48.

Théories de la Modélisation et de la Simulation

Présentation

Niveau Master en Sciences de l’Éducation – 45 min [Cipria-2016-1]

  1. Qu’est-ce qu’une modélisation et une simulation ?
  2. Qu’est-ce que la Méthode Scientifique Top-Down-Up ?
  3. Comment l’appliquer à un test de loi scientifique ?
Top-Down Simulation Microprocesseur

Top-Down Simulation Microprocesseur

Sommaire

  1. Définitions
  2. Les 3 mondes de K. Popper
  3. Du Général vers le Particulier et réciproque
  4. Top-Down Modélisation : Le processeur
  5. Top-Down Simulation : Le processeur
  6. Down-Up Modélisation: L’addition
  7. Top-Down-Up d’une loi en Télécommunication
  8. Conclusions
  9. Bibliographie

Applications à la RdM et à l’électricité

Présentation

Présentation de 45 min au niveau Master en Sciences de l’Éducation. [Cipria-2016-2]

  1. Comment représentons-nous une déformée, un moment fléchissant et un flambage en  résistance des matériaux ?
  2. Qu’est-ce qu’un calcul par éléments finis ? Comment évaluons-nous un circuit de résistances infinitésimales dans un semi-conducteur ?
  3. A quoi servent les facteurs de formes ? Comment « entrent » les moments statiques et quadratiques dans les équations ?
Méthode des Éléments Finis - Éléments Différentiels Électriques

Méthode des Éléments Finis – Éléments Différentiels Électriques

Sommaire

  1. La résistance des matériaux
  2. La méthode des éléments finis
  3. Les facteurs de formes
  4. Conclusions
  5. Bibliographie

Références

Bibliographie

  • [Cipria-2016-1] – Jean-Paul Cipria – Modèle et Simulation ?
    20160105-Modele et Simulation-JPC-MM.ppt
    Présentation de 45 min au niveau Master en Sciences de l’Éducation.
    Qu’est-ce qu’une modélisation et une simulation ?
    Qu’est-ce que la Méthode Scientifique Top-Down-Up ?
    Comment l’appliquer à un test de loi scientifique ?
    .
  • [Cipria-2016-2] – Jean-Paul Cipria – De l’élasticité à la Résistance des Matériaux (RDM).
    JP-Cipria-De Elasticite a la RdM-2015-12-07-1.ppt
    Présentation de 45 min au niveau Master en Sciences de l’Éducation.
    Comment représentons-nous une déformée, un moment fléchissant et un flambage en  résistance des matériaux ?
    Qu’est-ce qu’un calcul par éléments finis ? Comment évaluons-nous un circuit de résistances infinitésimales dans un semi-conducteur ?
    A quoi servent les facteurs de formes ? Comment « entrent » les moments statiques et quadratiques dans les équations ?

    .
  • [Popper-1982] – Karl R. Popper, L’Univers irrésolu, plaidoyer pour l’indéterminisme (The Postscript to the Logic of Scientific Discovery II. The Open Universe, 1982), édition Hermann, 1984, p. 94.
    Une des références sur la pratique scientifique.
    .
  • [Bachelard-1966] – Gaston Bachelard – La philosophie du non. 1966.
    Une des références sur la pratique scientifique.
    .
  • [Temam-2014] – Berry Temam – Ecole polytechnique – Les microprocesseurs – Paradigme de Von Newmann.
    Excellent film de M. Temam. Malheureusement visiblement exclusivement destiné aux polytechniciens ? Une simulation de processeur à 4 instructions est développé par JP. Cipria à l’aide de quelques dizaines de portes ET, OU et inverseurs. A destination des … 1ère !
    .
  •  [Cheol-2003] – Woo Cheol Chung and Dong Sam Ha – Post-doctorat – An accurate ultra wideband (UWB) ranging for precision asset location – VTVT (Virginia Tech VLSI for Telecommunications) – 2003.
    Une des références post-doctorat en UWB.
    .
  • [Blanquet-2014] – Estelle Blanquet – Thèse de doctorat – Avril 2014 – La construction de critères de scienticité pour la démarche d’investigation : une approche pragmatique pour l’enseignement de la physique à l’école primaire.
    Une des seules études en sciences de l’éducation en France : Doctorat en … Suisse !
    2014 : Il vaut mieux tard que jamais ? Merci à la Suisse et à Mme Blanquet.
    Comme 80% des professeurs en sciences nous en sommes à « empirisme naïf » soit le deuxième niveau sur cinq de la « pensée scientifique » selon la classification de G. Bachelard.
    .
  • [Chuet-Vallette-2014] – Hippolyte Topin-Chuet et Yanne Vallette – Simulations et Modélisations – Outils Logiciels.
    Liste presque exhaustive de logiciels pédagogiques.
    .
  • [Costa] – François Costa – Professeur ESPE – Enjeux et contraintes de la simulation numérique en Génie électrique.
    M’a donné l’idée de généraliser une de mes expériences scientifiques de haut niveau.
    .

Modélisation Optique Unifiée

Schéma selon Batte

Modèle de Calcul Optique

Modèle de Calcul Optique [BATTE]

Finite Difference Time Domain

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FDTD est l’acronyme de l’expression anglaise Finite Difference Time Domain.
C’est une méthode de calcul de différences finies dans le domaine temporel, qui permet de résoudre des équations différentielles dépendantes du temps. Cette méthode est couramment utilisée en électromagnétisme pour résoudre les équations de Maxwell. Cette méthode a été proposée par Kane S. Yee en 1966. – Wikipédia

.

Avec la technologie PC actuelle: La modélisation rigoureuse est restreinte au volume du système :
V=(100.\lambda)^3=(100~\mu{m})^3
Une modélisation rigoureuse de systèmes optiques complets n’est pas envisageable !
[BATTE]

Propagation des ondes

Solutions rigoureuses

  • SPW : Spectrum-of-plane waves.
  • Intégrale de Rayleigh-Sommerfeld.

Solutions approchées

  • Intégrale de Fresnel (paraxial).
  • Intégrale en champ lointain.
  • Optique géométrique.

Références

Acronymes

  • FEM : Finite Elements Method.
  • MÉF : Méthode des Eléments Finis.
  • FDTD : Finite Difference Time Domain.
  • FMM : Fourier Modal Method.

Scientifiques

Cours

  • [BATTE] : David BATTE, Scoptique – Introduction à VirtualLab™
    .
  • [Cipria-2016] – Jean-Paul Cipria – 20160105-Modele et Simulation-JPC-MM.ppt
    Présentation de 45 min au niveau Master en Sciences de l’Éducation.
  • Cipria – Principes Variationnels – Lagrange – Euler – 2016-02-09.odt
    Démonstrations en méthode différentielle de toutes les courbes.
  • Courbe brachistochrone – 2016-02-09.xls
    Courbes Brachistochrone et Chaînette.
    .
  • Ivan LIEBGOTT – Modélisation et Simulation des Systèmes Multi-Physiques avec MATLAB – Simulink (R2015b).
    03/03/2016 – Commentaires JP Cipria :
    Excellent ouvrage, didactique, qui traite le fond comme la forme.
    En effet, page 30, « Processor in the loop », l’explication précède l’exemple (la mise en contexte ou pour les savants la problématique) et enfin nous savons ce qui se passe : le processeur cible est différent du processeur de simulation, ce qu’il est bon de savoir, avant de coder. Nous simulons quoi, dans quelles conditions ?
    La compréhension de ce que nous faisons en tant qu’ingénieur est indispensable. Cela semble une lapalissade. Nous pouvons passer des heures devant une simple fft() qui, pourtant, ne donne pas les résultats que nous avons anticipés ! Encore faut-il avoir évalué la réponse pour s’apercevoir que fft() ne répond pas à ce que nous voulons pour ce type de signal !
    Encore une fois, félicitations, cher collègue, pour ce document qui me sert de livre de chevet de simulation.
    .
  • https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_des_%C3%A9l%C3%A9ments_finis
    .

Jean-Paul Cipria
05/05/16 : Sommaire de présentation de haut niveau.
03/03/16 : Boites blanches, noires et grises. Courbe de structure porteuse de ponts.
08/07/15 : Modélisation Optique Unifiée. (Voir Éléments finis).

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