Doctorant en sciences de gestion
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Measurements for fuel reforming for scramjet thermal management and combustion optimization: Status of the COMPARER project
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2006
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Auteurs :
Marc BouchezEmeric DaniauNicolas GascoinPhilippe GillardStephane BernardGrégory AbrahamYoussoufi Touré
Fiche détaillée
Measurements for fuel reforming for scramjet thermal management and combustion optimization: Status of the COMPARER project
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2006
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Auteurs :
Marc BouchezEmeric DaniauNicolas GascoinPhilippe GillardStephane BernardGrégory AbrahamYoussoufi Touré
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Organismes :
MBDA
MBDA
Univ. Orléans, PRISME, CE
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
Laboratoire Énergétique Explosions Structures [1998-2007]
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
Laboratoire Énergétique Explosions Structures [1998-2007]
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
Laboratoire Vision & Robotique
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
- Publié dans A Collection of Technical Papers - 14th AIAA/AHI International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference le 16/11/2011
Résumé : It is common knowledge that one of the main issues of hypersonic flight is the thermal management of the overall vehicle and more specifically the cooling of the engine, since even composite materials can't withstand the large heat load found in a Scramjet combustion chamber. Another critical point is that mixing and combustion should be sufficiently fast in order to avoid long combustion chamber caused by supersonic internal flow and short residence time. Cryogenic fuels are a logical choice but their lack of storability and low density make them second choice compared to liquid hydrocarbons for small vehicle application. Researches are currently conducted in order to optimize the cooling by the endothermic thermal decomposition of the fuel itself circulating trough the engine. The other benefit of this decomposition is the expected shift in the fuel mole fraction, from heavy hydrocarbons (with long induction delays), to light species (mainly H2, CH4 and C 2H4). MBDA-F launched with Orleans University a collaborative project named COMPARER, focusing on system analysis to identify one or two characteristic parameters (able to be measured) needed to understand and control the complex phenomena involved in the presented cooling technology and to evaluate some associated sensors. COMPARER is the French acronym for "COntrol and Measure of PArameters in a REacting stReam". The aim of this project is to identify one or two characteristic parameters (able to be measured) needed to understand and control the complex phenomena involved in the presented cooling technology and to evaluate some associated sensors. Computations are first performed, leading to the design of a specific well-documented test bench where the "innovative" techniques will be tested in an realistic environment in steady state and in unsteady computations. Many measurements techniques to be applied to measure the decomposed fuel features in flight were scanned, on the principle basis, then with the help of existing numerical simulations and models (NANCY, CHEMKIN, HITRAN, ...). A specific test bench has been designed, with some characterization methods (not to be used in flight) on another hand and a place to test "COMPARER" systems planned to be possibly used in flight for actual regulation of a hydrocarbon-fuel-regeneratively-cooled engine. The paper shows results obtained at this test bench up to full C12H26 decomposition up to 6 MPa pressure as well as three examples of possible "simple" measurement techniques to be used on an actual system.
Fichiers liés :
COMPARER-Canberra_hal.pdf
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Numerical and experimental validation of transient modelling for Scramjet active cooling with supercritical endothermic fuel
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2006
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Auteurs :
Nicolas GascoinPhilippe GillardStephane BernardMarc BouchezEmeric DaniauEmmanuel DufourYoussoufi Touré
Fiche détaillée
Numerical and experimental validation of transient modelling for Scramjet active cooling with supercritical endothermic fuel
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2006
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Auteurs :
Nicolas GascoinPhilippe GillardStephane BernardMarc BouchezEmeric DaniauEmmanuel DufourYoussoufi Touré
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Organismes :
Univ. Orléans, PRISME, CE
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
Laboratoire Énergétique Explosions Structures [1998-2007]
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
MBDA
MBDA
MBDA
Laboratoire Vision & Robotique
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
- Publié dans Collection of Technical Papers - 4th International Energy Conversion Engineering Conference le 16/11/2011
Résumé : One of the main issues of hypersonic flight is the thermal management of the overall vehicle and more specifically the cooling of the engine. In order to simulate the behaviour of a complete actively cooled scramjet, a one-dimensional transient numerical model has been developed with heat and mass transfer in a cooling channel for supercritical fuel under pyrolysis. This model is called RESPIRE (French acronym for Scramjet Cooling with Endothermic Fuel., Transient Reactor Programming). A supplementary step by step validation of the model, based on 2-D numerical data from CFD-ACE, is presented in this paper. On stationary cases, fluid temperature profiles are in good agreement and values are comprised between those of centre fluid and those of near-wall fluid. Effects of one-dimensional semi-empirical correlations are shown and the boundary layer impact at the channel entrance is of great importance on wall temperatures. Heat fluxes conservation is verified and hydraulic behaviour too. On transient cases, temperature and velocity evolutions are well followed. Values after the change in mass flow rate are exactly those of stationary test case. RESPIRE is quantitatively validated under stationary and transient conditions and can be used to compare with experimental data. Qualitatively good agreement is found with experimental results on a chemical aspect.
Fichiers liés :
GASCOIN57540_2.PDF
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Multivariable Boundary Control Approach by Internal Model, applied to Irrigation Canals Regulation
- Type de publi. : Communication dans un congrès
- Date de publi. : 01/07/2005
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Auteurs :
Valérie dos Santos MartinsYoussoufi TouréEduardo MendesEstelle Courtial
Fiche détaillée
Multivariable Boundary Control Approach by Internal Model, applied to Irrigation Canals Regulation
- Type de publi. : Communication dans un congrès
- Date de publi. : 01/07/2005
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Auteurs :
Valérie dos Santos MartinsYoussoufi TouréEduardo MendesEstelle Courtial
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Organismes :
Mathématiques - Analyse, Probabilités, Modélisation - Orléans
Laboratoire Vision et Robotique
Laboratoire de Conception et d'Intégration des Systèmes
Centre de Robotique, d'Electrotechnique et d'Automatique
Résumé : This paper deals with the regulation problem of a class of irrigation canals using the Saint-Venant partial differential equations (pde). The Internal Model Boundary Control (IMBC) approach is used and the multireaches case is considered (several reaches in cascade). Perturbation theory of exponential semigroup used for control synthesis is extended here to nonhomogeneous hyperbolic systems, as the multireaches regulation model is described by hyperbolic pde's.Experimental results (on the Valence experimental canal) are encouraging for an extension to the real case. Additionally, a multi-model approach was introduced to allow wider water level variations.
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Régulation de Canaux d'Irrigation : Approche par Contrôle Frontière Multivariable, et Modèle Interne d'EDP
- Type de publi. : Communication dans un congrès
- Date de publi. : 22/11/2004
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Auteurs :
Valérie Dos SantosYoussoufi TouréNathalie D. Cislo
Fiche détaillée
Régulation de Canaux d'Irrigation : Approche par Contrôle Frontière Multivariable, et Modèle Interne d'EDP
- Type de publi. : Communication dans un congrès
- Date de publi. : 22/11/2004
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Auteurs :
Valérie Dos SantosYoussoufi TouréNathalie D. Cislo
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Organismes :
Laboratoire Vision et Robotique
Laboratoire Vision et Robotique
Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique [2008-2013]
Résumé : Ce papier traite de la régulation d'une classe de canaux d'irrigation en utilisant une formeparticulì ere de la commande par modèle interne (IMC), directement sur leséquationsleséquations aux dérivées partielles (edp) de Saint Venant. Nous considérons le cas plusieurs biefs en cascade. Dans le modèle de régulation retenu, l'aspect non homogène du système en fonction de la dimension spatiale est conservé. De ce fait, il est moins direct d'utiliser la théorie existante, notamment celle de la perturbation en dimension infinie. Dans ce papier, nous proposons une synthèse de commande, passant par le contrôlefrontì ere par modèle interne, qui utilise la perturbation des opérateurs et des semigroupes comme levier de réglage. La régulation de niveaux dans le cas de biefs en cascade est ainsi traitée. Les résultats de simulations puis expérimentaux (sur le micro-canal de Va-lence) sont encourageants pour une extension aux cas réels. Mots-clés-Equations de Saint Venant, canaux d'irrigation, semi-groupe, contrôlefrontì ere multivariable, multibiefs.
Fichiers liés :
cifa_2004_regulation_de_canaux_dirrigation_approche_par_controle_frontiere_multivariable_et_modele_interne_dedp.pdf
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Commande prédictive non linéaire sous contraintes: Une condition de faisabilité
- Type de publi. : Communication dans un congrès
- Date de publi. : 01/11/2004
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Auteurs :
Estelle CourtialPascal DufourYoussoufi Touré
Fiche détaillée
Commande prédictive non linéaire sous contraintes: Une condition de faisabilité
- Type de publi. : Communication dans un congrès
- Date de publi. : 01/11/2004
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Auteurs :
Estelle CourtialPascal DufourYoussoufi Touré
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Organismes :
Centre de Robotique, d'Electrotechnique et d'Automatique
Laboratoire d'automatique et de génie des procédés
Laboratoire Vision et Robotique
Résumé : Pièce maitresse dans l'approche de commande prédictive non linéaire sous contraintes, l'algorithme d'optimisation doit déterminer une commande satisfaisant les contraintes et ceci le plus rapidement possible en vue d'une application en temps réel. On montre ici le lien explicite entre la faisabilité de la commande prédictive et la convergence de l'algorithme d'optimisation. Une condition suffisante est proposée pour garantir la convergence de l'algorithme d'optimisation et de ce fait la faisabilité de la commande prédictive non linéaire sous contraintes. Une application en temps réel illustre cette approche.
Fichiers liés :
cou04-IEEE-CIFA-Douz-paper223-papier.pdf
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On the Regulation of Irrigation Canals: Multivariable Boundary Control Approach by Internal Model
- Type de publi. : Rapport
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Valérie Dos SantosYoussoufi Touré
Fiche détaillée
On the Regulation of Irrigation Canals: Multivariable Boundary Control Approach by Internal Model
- Type de publi. : Rapport
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Valérie Dos SantosYoussoufi Touré
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Organismes :
Laboratoire Vision et Robotique
Laboratoire Vision et Robotique
Résumé : This paper concerns the direct approach control synthesis using the shallow water partial differential equations (pde) description of irrigation canals. The purpose of this paper is to gives an alternative solution for the standard regulation of irrigation canals control problem. This regulation control problem is stated as a boundary control design with a particular form of Internal Model Control (IMC) structure. Moreover, the internal model takes into account the dynamic of the gate of canal, and the inhomogeneous case is considered i.e. all parameters of the equilibrium point are space dependent. Simulation using the nonlinear model, and experimental results are given with this approach.
Fichiers liés :
DosSantos-SAMS-corr.pdf
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A partial differential equation model predictive control strategy: Application to autoclave composite processing
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Pascal DufourYoussoufi TouréDennis J MichaudPrasad S. Dhurjati
Fiche détaillée
A partial differential equation model predictive control strategy: Application to autoclave composite processing
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Pascal DufourYoussoufi TouréDennis J MichaudPrasad S. Dhurjati
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Organismes :
Laboratoire d'automatique et de génie des procédés
Laboratoire Vision et Robotique
Department of Chemical Engineering, University of Delaware
Department of Chemical Engineering, University of Delaware
- Publié dans Computers & Chemical Engineering le 30/10/2020
Résumé : A general framework for a partial differential equation (PDE) model predictive control problem is formulated. A first principle model of the system, described by a semi-linear PDE system with boundary control, is employed in a model predictive control (MPC) framework. Here, the aim is to determine, off-line (i.e. without process measurement), the theoretical optimal behavior of the process that will be used during on-line MPC. Input and output constraints are handled in the optimization task using a non-linear programming method. This strategy is evaluated for the optimization of processing temperatures during the manufacture of thick-sectioned polymer composite laminates. The off-line optimization task consists of determining the optimal temperature profile, otherwise known as the cure cycle. Moreover, for this particular process, the existence of a feasible constrained optimization problem is discussed through the design of a constraint bound.
Fichiers liés :
duf04-CCE-28-4-545-556.pdf
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Commande prédictive non linéaire sous contraintes : une condition de faisabilité
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Estelle CourtialPascal DufourYoussoufi Touré
Fiche détaillée
Commande prédictive non linéaire sous contraintes : une condition de faisabilité
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Estelle CourtialPascal DufourYoussoufi Touré
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Organismes :
Centre de Robotique, d'Electrotechnique et d'Automatique
Laboratoire d'automatique et de génie des procédés
Laboratoire Vision et Robotique
- Publié dans e-STA Sciences et Technologies de l’Automatique le 31/10/2020
Résumé : Pièce maitresse dans l'approche de commande prédictive non linéaire sous contraintes, l'algorithme d'optimisation doit déterminer une commande satisfaisant les contraintes et ceci le plus rapidement possible en vue d'une application en temps réel. On montre ici le lien explicite entre la faisabilité de la commande prédictive et la convergence de l'algorithme d'optimisation. Une condition suffisante est proposée pour garantir la convergence de l'algorithme d'optimisation et de ce fait la faisabilité de la commande prédictive non linéaire sous contraintes. Une application en temps réel illustre cette approche.
Fichiers liés :
cou04-ESTA-1-4.pdf
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Multivariable model predictive control of a catalytic reverse flow reactor
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Pascal DufourYoussoufi Touré
Fiche détaillée
Multivariable model predictive control of a catalytic reverse flow reactor
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Pascal DufourYoussoufi Touré
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Organismes :
Laboratoire d'automatique et de génie des procédés
Laboratoire Vision et Robotique
- Publié dans Computers & Chemical Engineering le 30/10/2020
Résumé : This paper is devoted to the multiple input multiple output (MIMO) model predictive control (MPC) of a catalytic reverse flow reactor (RFR). The RFR aims to reduce, by catalytic reaction, the amount of volatile organic compounds (VOCs) released in the atmosphere. The peculiarity of this process is that the gas flow inside the reactor is periodically reversed in order to trap the heat released during the reaction. The objective of this paper is to propose a solution to avoid the limitation seen in a previous study for the single input single output (SISO) control case. It was dealing with the impossibility to avoid degradation of the catalytic elements due to the excessive heating induced by the exothermic reaction. In order to overcome this issue, a ratio of the inlet (cold) gas flow is now bypassed into the central zone. This allows introducing a second manipulated variable: the dilution rate. The phenomenological model considered here for the MIMO MPC of the RFR is obtained from a rigorous first principles modeling. The resulting accurate nonlinear partial differential equation (PDE) model can be a drawback for the model based controller implementation. To overcome this issue, we use a MPC strategy previously developed: it combines a two phase approximation of the PDE model in an internal model control (IMC) structure. This strategy allows using a less accurate model and a less time-consuming control algorithm. Finally, efficiency of the control approach is shown in simulation.
Fichiers liés :
duf04-CCE-28-11-2259-2270.pdf
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Infrared drying process of an experimental water painting: Model predictive control
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Pascal DufourDenise BlancYoussoufi TouréPierre Laurent
Fiche détaillée
Infrared drying process of an experimental water painting: Model predictive control
- Type de publi. : Article dans une revue
- Date de publi. : 01/01/2004
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Auteurs :
Pascal DufourDenise BlancYoussoufi TouréPierre Laurent
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Organismes :
Laboratoire d'automatique et de génie des procédés
Laboratoire d'Analyse Environnementale des Procédés et Systèmes Industriels
Laboratoire Vision et Robotique
Laboratoire d'automatique et de génie des procédés
- Publié dans Drying Technology le 01/11/2020
Résumé : This paper deals with the experimental control of an infrared drying process of a water based epoxy-amine painting. This approach is based on a unidirectional diffusional modelling of infrared drying phenomena where both heat and mass transfers under shrinkage conditions are accounted for. The control problem is concerned with the tracking of any given trajectory for one of the characteristics (i.e. the temperature or the mean water content) during the drying cycle. This is solved using the well-known model predictive control framework where the non-linear diffusional model is directly used in the control formulation. Experimental results show the efficiency of the trajectory tracking. This method can be extended for more general constrained control problem.
Fichiers liés :
duf04-DT-22-1-2-269-284.pdf
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