Détermination du potentiel et du moment dipolaire de CO2 à partir de données spectroscopiques IR : application au calcul des positions et intensités IR à haute température

par Mohamed Baha Eddine Aguir

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Marie-Yvonne Perrin.


  • Résumé

    Cette étude a été motivée par l’absence de données spectroscopiques infrarouge de CO² fiables à hautes résolution spectrale, pour des applications à température élevée. Les énergies des niveaux vibro-rotationnels du dioxyde de carbone sont calculées numériquement par la méthode de Lanczos, et les vecteurs propres associés à ces niveaux à l’aide de la méthode de l’itération inverse couplée à la méthode du gradient conjugué. Le Hamiltonien est projeté sur la base des états des oscillateurs harmoniques et de la toupie symétrique. Dans une première étape, les paramètres de la surface du potentiel et du moment dipolaire de l’isotope principal de CO2 ont été déterminés par ajustement sur un ensemble de mesures de fréquences de transitions et d’intensités de raies respectivement. 46 paramètres du potentiel de CO2 ont été ajustés, et 19 paramètres du moment dipolaire ont été obtenus après ajustement (7 et 12 associés à des composantes perpendiculaires et parallèles respectivement). Les accords entre les énergies calculées et mesurées d’une part, et entre intensités calculées et mesurées ou issues d’autres calculs d’autre part, est bon. Les énergies totales des états de symétries e ont été calculés pour toutes les valeurs de J jusqu’à 201 et des énergies vibrationnelles aussi élevées que 13000 cm -1. Les vecteurs propres et les moments de transitions ont été calculés pour un nombre restreint de valeurs de J. L’assignation des niveaux à partir des vecteurs propres n’étant pas toujours réalisable, une méthode complémentaire d’assignation par continuité a été développée. Des procédures d’ajustement des moments de transition en fonction de J ont été mises au point pour pouvoir obtenir par interpolation tous les moments de transitions appartenant aux bandes susceptibles de jouer un rôle jusqu’à 3000 K.

  • Titre traduit

    Potential and dipole moment function determination for CO2 from IR spectroscopic data : calculation of IR positions and intensities at high temperature


  • Résumé

    This study was motivated by the lack of infrared spectroscopic data of CO2 for high temperature applications. Rovibrational energies of carbon dioxide were computed using the Lanczos method. The eigenvectors were computed with the help of the inverse iteration method coupled to the conjugate gradient method. The Hamiltonian of CO2 was projected on the harmonic oscillators and the symmetric top rotor basis. In a first step, the potential energy surface and the dipole moment parameters of the main CO2 isotope were adjusted to some measured transition frequencies and line strengths respectively. This leads to the determination of 46 potential parameters and 19 dipolar moment parameters. 7 parameters of this dipole moment surface are related to its perpendicular component and 12 to its parallel component. The rovibrational energies of the e symmetry were then calculated for all J values up to 201 and for vibrational energies as high as 13000 cm-1. Eigenvectors and transition moments were computed for a limited number of j values. The energies and line strengths computed in this study are in good agreement with the available data measured or computed with other methods. To assign the rovibrational states, a continuity assignation method was developed in this work to improve the eigenvectors assignation method, which is not adapted for high J values. Finally, two procedures were proposed to compute, by interpolation of the calculated transition moments, the transition moments for all J belonging to bands likely to contribute to the infrared emission of CO2 at 3000 K.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (II-132 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 105 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 61428
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