https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/201 Thu, 09 Jul 2026 21:18:26 GMT 2026-07-09T21:18:26Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40921 Titre: دراسة تأثير مختلف أنواع التهجين على أداء المقطر الشمسي Auteur(s): ياسمينة, سعادة Résumé: لمعالجة إشكالية ندرة المياه في المناطق الجافة وشبه جافة من خلال دراسة أداء المقطر الشمسي وإمكانية تحسينه باستخدام تقنيات هجينة في منطقة ورقلة كدراسة حالة ذات المناخ الحار والجاف، أُجريت تجربتان ميدانيتان لتحسين أداء المقطر الشمسي باستخدام تقنيات هجينة، إلى جانب توظيف الذكاء الاصطناعي في تحليل النتائج والتنبؤ بالإنتاجية. في التجربة الأولى، أُضيفت لوحة معدنية داخلية عملت كممتص وموزع حراري، مما رفع الإنتاجية اليومية من 2.9 إلى 4.5 لتر/م² وزاد الكفاءة الحرارية من 26.7% إلى 41%. أما التجربة الثانية، فقد قارنت بين ثلاثة نماذج: المقطر التقليدي (TSS)، المقطر المحسّن بالمياه الجوفية (MSS-1)، والمقطر المحسّن بنظام تبريد للغطاء (MSS-2). وأظهرت النتائج تفوق MSS-1 بإنتاجية قصوى بلغت 4.17 لتر/م²، وأفضل أداء اقتصادي (0.0091 دولار/لتر) مع فترة استرداد لا تتجاوز 70.7 يومًا، متفوقًا على MSS-2 وTSS. استنادًا إلى نتائج التجارب، استُخدمت خمسة نماذج من التعلّم الآلي، حيث تميز نموذج Support vector machine في التجربة الأولى بدقة عالية، بينما حقق نموذج Random Forest في التجربة الثانية أفضل أداء (R ≈ 0.997) مع أقل مستويات للخطأ. وتبرز هذه الدراسة أن الجمع بين التحسينات الهندسية، والتكامل الحراري، وتطبيقات الذكاء الاصطناعي يفتح آفاقًا واعدة لتطوير مقطرات شمسية أكثر كفاءة واستدامة في البيئات الحارة والجافة.; To address the issue of water scarcity in arid and semi-arid regions, the performance of a solar still and its potential improvement through hybrid techniques were investigated, taking Ouargla (characterized by a hot and dry climate) as a case study. Two field experiments were carried out to enhance the efficiency of the solar still using hybrid approaches, in parallel with the application of artificial intelligence for analyzing the results and predicting productivity. In the first experiment, an internal metallic plate was integrated to act as an absorber and heat distributor, which increased the daily yield from 2.9 to 4.5 L/m² and improved thermal efficiency from 26.7% to 41%. The second experiment compared three configurations: the traditional solar still (TSS), the still enhanced with a geothermal water heat exchanger (MSS-1), and the still improved with a glass cover cooling system (MSS-2). The results demonstrated the superiority of MSS-1, achieving a maximum daily yield of 4.17 L/m² and the best economic performance (0.0091 USD/L) with a payback period not exceeding 70.7 days, outperforming both MSS-2 and TSS. Based on the experimental results, five machine learning models were applied. The Support Vector Machine model exhibited high accuracy in the first experiment, while the Random Forest model achieved the best performance in the second experiment (R ≈ 0.997) with the lowest error metrics. This study highlights that combining engineering improvements, thermal hybridization, and artificial intelligence applications provides a promising pathway for developing more efficient and sustainable solar stills adapted to hot and dry environments. Description: فيزياء طاقوية وطاقات متجددة Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40921 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40857 Titre: The homotopy method for nonlinear problems Auteur(s): BOUAKKAZ, Mouaad Résumé: In this work, we present a comprehensive study of the homotopy method and its numerical extensions for solving both classical and fractional nonlinear differential equations. After establishing the theoretical foundations of the Homotopy Analysis Method (HAM), we applied it to various nonlinear problems, including the Burgers equation and another nonlinear model, to illustrate its accuracy and robustness. Subsequently, we developed the Spectral Homotopy Analysis Method (SHAM), which combines the analytical power of HAM with the numerical precision of spectral techniques. The SHAM was first implemented using Chebyshev polynomials to solve the Duffing and Van der Pol equations. Then, an improved version employing Chelyshkov polynomials was proposed and successfully applied to the Lane–Emden equation, marking the first use of these polynomials within this framework. Finally, the method was extended to the fractional case and tested on the fractional Duffing equation, demonstrating SHAM’s ability to effectively handle fractional-order derivatives and strong nonlinearities simultaneously. The obtained numerical results show excellent agreement with analytical solutions, fast convergence, and high numerical stability. These findings confirm the efficiency, flexibility, and accuracy of the HAM and SHAM approaches in addressing a wide range of nonlinear differential problems; Dans ce travail, nous présentons une étude complète de la méthode d’homotopie et de ses extensions numériques pour la résolution des équations différentielles non linéaires classiques et fractionnaires. Après avoir établi les fondements théoriques de la Méthode d’Analyse par Homotopie (HAM), celle-ci a été appliquée à divers problèmes non linéaires, notamment à l’équation de Burgers et à un autre modèle non linéaire, afin d’illustrer sa précision et sa robustesse. Par la suite, nous avons développé la Méthode Spectrale d’Analyse par Homotopie (SHAM), qui combine la puissance analytique de la HAM avec la précision numérique des techniques spectrales. La SHAM a d’abord été mise en œuvre à laide des polynômes de Chebyshev pour résoudre les équations de Duffing et de Van der Pol. Ensuite, une version améliorée utilisant les polynômes de Chelyshkov a été proposée et appliquée avec succès à l’équation de Lane–Emden, marquant la première utilisation de ces polynômes dans ce cadre. Enfin, la méthode a été étendue au cas fractionnaire et testée sur l’équation de Duffing fractionnaire, démontrant la capacité de la SHAM à traiter simultanément les dérivées d’ordre fractionnaire et les non-linéarités fortes. Les résultats numériques obtenus montrent un excellent accord avec les solutions analytiques, une convergence rapide et une grande stabilité numérique. Ces résultats confirment l’efficacité, la flexibilité et la précision des approches HAM et SHAM dans le traitement d’une grande variété de problèmes différentiels non linéaires.; في هذا العمل، نقدم دراسة شاملة لطريقة الهوموتوبي وامتداداتها العددية لحل المعادلات التفاضلية غير الخطية الكلاسيكية والكسرية. بعد عرض الأسس النظرية لطريقة التحليل بالهوموتوبي، قمنا بتطبيقها على عدد من المسائل غير الخطية، بما في ذلك معادلة بيرغرز ومعادلة غير خطية أخرى، لإبراز دقتها وفعاليتها. بعد ذلك، طورنا طريقة التحليل الطيفي بالهوموتوبي، التي تجمع بين القوة التحليلية لطريقة التحليل بالهوموتوبي والدقة العددية للطرق الطيفية. وقد تم تطبيق هذه الطريقة أولا باستخدام كثيرات حدود تشيبيشيف لحل معادلات دافينغ وفان دير بول. ثم تم اقتراح نسخة محسّنة تعتمد على كثيرات حدود تشيليشكوف وتطبيقها بنجاح على معادلة لين–إمدن، لتكون هذه أول مرة تستخدم فيها هذه كثيرات الحدود ضمن هذا الإطار. وأخيرا، تم تعميم الطريقة إلى الحالة الكسرية وتطبيقها على معادلة دافينغ الكسرية، مما أظهر قدرة طريقة التحليل الطيفي بالهوموتوبي على التعامل بفعالية مع المشتقات ذات الرتبة الكسرية واللاخطيات القوية في الوقت نفسه. النتائج العددية المتحصّل عليها أظهرت توافقا ممتازا مع الحلول التحليلية، وسرعة في التقارب، واستقرارا عدديا عاليا. وتؤكد هذه النتائج كفاءة ومرونة ودقة طريقتي التحليل بالهوموتوبي و التحليل الطيفي بالهوموتوبي في معالجة طيف واسع من المعادلات التفاضلية غير الخطية. Description: Analysis Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40857 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40839 Titre: Study of some Physical Properties of 1D-Photonic Crystals: Biosensing Applications Auteur(s): AOUACHIR, Ahlam Résumé: One-dimensional photonic crystals (1D–PhCs) enable precise spectral control via photonic band gaps and defect-mode resonances. This thesis develops and evaluates a compact biosensing platform based on a quarter-wave SiO2/TiO2 multilayer with a central defect cavity that hosts the analyte. Using a transfer-matrix formulation, we derive transmission and reflection spectra under lossless conditions and quantify sensing performance through sensitivity (S), quality factor (Q), figure of merit (FoM), and signal-to-noise ratio (SNR). We examine how the defect thickness (d0), the number of bilayers (N), and the incidence angle (θ) govern resonance position and linewidth. Parametric analysis shows that increasing d0 introduces additional cavity modes and can sharpen resonances, while larger N improves spectral selectivity and Q. Oblique incidence provides a practical knob to further narrow the resonance with a predictable blue shift. Focusing on clinically motivated detection of blood constituents, the device tracks refractive-index changes associated with human blood components and, in particular, variations in hemoglobin concentration. An optimized configuration (N=7, d0=10D, θ=20◦ ) yields narrow defect resonances with Q ≈ 2.6 × 104–3.9 × 104 and sensitivity S ≈ 476 nm/RIU. Across a representative hemoglobin range, the resonance wavelength red-shifts by ∼ 17.6 nm (from ∼ 771.6 nm to ∼ 789.2 nm), while maintaining FWHM on the order of 0.02–0.03 nm, enabling high-resolution discrimination of physiologically relevant changes. These results confirm that defect-engineered 1D–PhCs, realized with standard dielectric stacks, offer a simple, low-cost, and high-performance route to optical biosensing. The framework and guidelines reported here support dispersion-aware design, tolerance analysis, and further improvements via impedance matching and cavity-mode tailoring; تُمَكِّنُ البلّورات الفوتونية أحادية البُعد(D1-PhCs) من التحكم الطيفي الدقيق عبر فجوات الحزمة الفوتونية ورنينات الأنماط العيبية. يُطَوِّرُ هذا البحث ويُقَيِّمُ منصة استشعار حيوي مدمجة تعتمد على طبقات متناوبة من SiO₂/TiO₂ ذات ربع طول موجي، تحتوي في مركزها على تجويف عيبي يُوضَعُ فيه المُحَلَّل. باستخدام صياغة مصفوفة النقل، نحسب أطياف النفاذية في ظروف عديمة الفقد ونُكَمِّمُ أداء الاستشعار من خلال الحساسية (S) ومعامل الجودة (Q) ومعامل الكفاءة (FoM) ونسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR . (ندرس كيف تؤثر سماكة العيب 〖(d〗_0)وعدد الأزواج الثنائية (N) وزاوية السقوط (θ) في موقع الرنين وعرضه الطيفي. يُظهِرُ التحليل البارامتري أن زيادة d_0 تُدخل أنماط تجويف إضافية وقد تُحسِّنُ حدة الرنين، بينما يؤدي ارتفاع N إلى تعزيز الانتقائية الطيفية وزيادة Q. كما توفّر الزاوية المائلة أداة عملية لتضييق الرنين أكثر مع انزياح نحو الأطوال الموجية الأقصر. في سياق الكشف السريري عن مكوّنات الدم، يتتبع الجهاز التغيرات في قرينة الانكسار المرتبطة بمكوّنات دم الإنسان، وبخاصة تغيرات تركيز الهيموغلوبين. يُظهِرٌ التكوين الأمثل (θ=20° ,d_0=10D,N=7 ) رنينات عيبية ضيقة بمعامل جودة Q ≈ 2.6×10⁴-3.9×10⁴ وحساسية S ≈ 476 nm/RIU. عبر نطاق تمثيلي لتركيز الهيموغلوبين، ينزاح طول موجة الرنين نحو الأحمر بمقدار ~17.6 nm (من ~771.6 nm إلى ~789.2 nm)، مع بقاء عرض النصف الأقصى (FWHM) في حدود 0.02-0.03 nm، مما يتيح تمييزاً عالي الدقة للتغيرات الفسيولوجية ذات الصلة. تؤكد هذه النتائج أن البلّورات الفوتونية أحادية البعد المُهندسة بالعيوب، والمحققة عبر تراكيب عازلة قياسية، تتيح نهجاً بسيطاً ومنخفض التكلفة وعالي الأداء للاستشعار البصري الحيوي. يوفر الإطار والإرشادات المعروضة هنا أساساً لتصميم واعٍ للتشتت، وتحليل التحمّل، وتحسينات إضافية من خلال مطابقة الممانعة وتشكيل أنماط التجويف. Description: Matter Sciences Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40839 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40812 Titre: Etude des propriétés physiques des clusters d’Or dopés pour les applications optoélectroniques Auteur(s): MENACER, FATMA Résumé: This thesis investigates the physical characteristics and structural stability of pure gold clusters and nanoclusters (Aun), with a particular focus on the effects of metal doping using titanium (Ti) and platinum (Pt). The research explores doping with Ti (TiAun, n=1-17) and Pt (PtTiAun, n=1-16), emphasizing their applications in detectors and biosensors. The study employs density functional theory (DFT) with generalized gradient approximation (GGA) as implemented in the SIESTA simulation package. Time-dependent density functional theory (TDDFT) utilizes long-range corrected hybrid functionals, including B3LYP and CAM-B3LYP, where "CAM-B3LYP" denotes a variable with a corrected approach modified by adjusting the range separation parameter, computational resources from the HPC facility. (HPC Ab initio simulations were performed using computational resources from the HPC facility (DGRSDT) at the University of Batna 2 (Algeria) /ROZA Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, GERMANY RESEARCH FOUNDATION) in OLDENBURG) were utilized for HPC Ab-initio simulations using the GAUSSIAN software package, implementing linear response theory. This approach determines excited-state properties by analyzing the electron density's response to time-dependent perturbations. Calculations employed first-principles wave function-based electronic correlation methods using a standard Hamiltonian within the Born-Oppenheimer approximation. The study examined the equilibrium geometry, electronic structure, and magnetic properties of TiAun, PtTiAun, Aun+1(n = 1–17), and Aun+2 (n = 1–16) groups. The stability of the systems was evaluated through binding energies, bond lengths, second-order energy differences, and HOMO-LUMO electronic energy gaps. The findings reveal differences in the formation of planar, two-dimensional, and three-dimensional structures. As energies increase with larger group sizes, the groups gain energy as they expand. Theoretical gaps between HOMO and LUMO are prevalent with stable MAu. N groups (M = Ti, Pt) decrease with increasing group size. Vertical electron affinity (VEA), vertical ionization potential (VIP), and chemical hardness (η) indicate that certain MAun groups exhibit unique properties. Substituting Ti and Pt atoms modifies the magnetic moments of pure gold clusters. Excited-state calculations were performed for ground-state-optimized geometries of Aun, TiAun, and PtTiAun n=1-6 clusters using the configuration interaction (CI) methodology at different levels. While clusters exhibit a strong redshift compared to pure gold, dominant peaks in PtTiAu4-6 show a slight blue shift relative to more active TiAu4-6 systems. The Pt component, with its denser d-shell, stabilizes reactions by enhancing low-energy transitions. The absorption spectrum of PtTiAu4-6 extends into the near-infrared region up to 700 nm, indicating low-energy charge transfer (CT) states induced by Ti, though their oscillator strength is weaker compared to Au or Pt transformations. Vibrational analysis shows that molecular symmetry influences Aun spectra, with symmetric Au3 exhibiting limited activity (due to mutual exclusion), unlike the complex spectra of lower-symmetry Au4-6 clusters. Ti addition alters the bonding environment, causing a blue shift in the main IR absorption from (165 cm-1 in Au4 to 340-380 cm-1 in TiAu3) due to high-frequency MAun stretching modes. The Ti and Pt; Ti alloy clusters show denser Raman features and intense low-frequency modes (50-150 cm-1), confirming enhanced polarizability and plasmonic coupling, which are crucial for superior SERS applications. Description: Rayonnement et Matière Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/40812 2026-01-01T00:00:00Z