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Contribution A La Modelisation Et A La Simulation Numerique Du Comportement Dynamique Et Thermique Des Fluides Visqueux Par Les Methodes Spectrales
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Book Synopsis CONTRIBUTION A LA MODELISATION ET A LA SIMULATION NUMERIQUE DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE ET THERMIQUE DES FLUIDES VISQUEUX PAR LES METHODES SPECTRALES by : Bruno Bondet de la Bernardie
Download or read book CONTRIBUTION A LA MODELISATION ET A LA SIMULATION NUMERIQUE DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE ET THERMIQUE DES FLUIDES VISQUEUX PAR LES METHODES SPECTRALES written by Bruno Bondet de la Bernardie and published by . This book was released on 1980 with total page 109 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: INTRODUCTION AUX METHODES SPECTRALES, METHODES DE GALERKIN, TAU ET COLLOCATION. MISE EN EVIDENCE DES PROBLEMES INTRODUITS PAR LES NON LINEARITES DANS LE CAS D'UNE EQUATION DE TRANSPORT A UNE DIMENSION, L'EQUATION DE BURGERS. ETUDE DE LA PRECISION DE L'APPROXIMATION DE LA SOLUTION. EXTENSION AU CAS DES EQUATIONS DE TRANSPORT A DEUX DIMENSIONS. INTEGRATION DE L'EQUATION DE POISSON AVEC LA METHODE DE TAU ET UNE TECHNIQUE DE DIAGONALISATION MATRICIELLE. INFLUENCE DE LA METHODE RESOLUTION MATRICIELLE SUR LA PRECISION GLOBALE DE LA SOLUTION. EQUATIONS DE LA CONVECTION NATURELLE DANS DES ENCEINTES CARREES VERTICALES POUR DES NOMBRES DE RAYLEIGH RELATIVEMENT MODERES. CONTROLE DE LA VALIDITE DE LA METHODE PAR COMPARAISON AUX SOLUTIONS OBTENUES AVEC LES METHODES AUX DIFFERENCES HERMITIENNES
Book Synopsis Contribution à la modélisation des interactions fluides-structures by : Rassim Belakroum
Download or read book Contribution à la modélisation des interactions fluides-structures written by Rassim Belakroum and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les buts principaux recherchés de la présente thèse visent au développement et à l'expertise d'une méthodologie de simulation numérique des problèmes d'interactions fluides-structures. Afin de cerner progressivement le problème étudié, nous nous sommes intéressés en premier lieu à la simulation numérique des écoulements autour d'obstacles solides, plus particulièrement au phénomène d'éclatements tourbillonnaires dans la zone de sillage d'obstacles de différentes formes. Nous avons utilisé la méthode des éléments finis en adoptant la technique de stabilisation GLS (Galerkin Least-Square). Pour le traitement de la turbulence, nous avons opté pour la méthode LES (Large-Eddy Simulation) en utilisant le filtre de Smagorinsky. En deuxième phase, nous nous sommes intéressés aux écoulements en milieux déformables. Nous avons entrepris la formulation ALE (Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne) en considérant un maillage déformable. Pour la mise à jour de la grille du maillage dynamique, nous avons utilisé une approche pseudo-élastique. Afin d'expertiser la méthodologie mise en oeuvre, nous avons choisi d'aborder le problème des ballottements à la surface libre de réservoirs partiellement remplis de liquide. En dernière partie, nous nous sommes intéressés au comportement vibratoire d'un corps solide sous l'effet d'un écoulement de fluide. Par l'utilisation d'un algorithme de couplage totalement implicite basé sur la méthode de Gauss-Seidel par Bloc, nous avons abordé le phénomène des instabilités aéroélastiques des ponts à haubans. Pour la validation du modèle numérique traitant les interactions fluides-structures par les données expérimentales, nous nous sommes intéressés au comportement vibratoire d'une maquette sectionnelle d'un tablier de pont réel sous l'effet d'un vent soufflant uniforme.
Book Synopsis Discrétisation spectrale des équations de Navier-Stokes couplées avec l'équation de la chaleur by : Rahma Agroum
Download or read book Discrétisation spectrale des équations de Navier-Stokes couplées avec l'équation de la chaleur written by Rahma Agroum and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous considérons dans cette thèse la discrétisation par la méthode spectrale et la simulation numérique de l'écoulement d'un fluide visqueux incompressible occupant le domaine ? modélisé par les équations de Navier-Stokes. Nous avons choisi de les coupler avec l'équation de la chaleur dans le cas ou la viscosité dépend de la température avec des conditions aux limites portant sur la vitesse et la température.La méthode s'avère optimale en ce sens que l'erreur obtenue n'est limitée que par la régularité de la solution. Elle est de type spectrale. Nous donnons des estimations d'erreur a priori optimales et nous confirmons l'étude théorique par des résultats numériques. Nous considérons aussi les équations de Navier-Stokes/chaleur instationnaires dont nous proposons une discrétisation en temps et en espace en utilisant le schéma d'Euler implicite et les méthodes spectrale. Quelques expériences numériques confirment l'intérêt de la discrétisation.
Book Synopsis Contribution à l'étude mathématique et numérique de la simulation des grandes échelles by : Dina Miarinjaka Razafindralandy
Download or read book Contribution à l'étude mathématique et numérique de la simulation des grandes échelles written by Dina Miarinjaka Razafindralandy and published by . This book was released on 2005 with total page 255 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On effectue une étude théorique et numérique de la simulation des grandes échelles (LES). Dans une première partie, on analyse quelques modèles de sous-maille courants sous l'angle des symétries de Lie des équations (de Navier-Stokes ou de la convection thermique), c'est-à-dire selon leur invariance par rapport aux transformations qui conservent l'ensemble des solutions. Des nouveaux modèles ayant les propriétés d'invariance et qui sont conformes au second principe de la thermodynamique sont ensuite construits. Dans la seconde partie, on étudie la performance de deux algorithmes associant la LES à une méthode de perturbation qui est la méthode asymptotique numérique (MAN). Et comme la MAN consiste à chercher une solution sous-forme de série formelle, convergente ou divergente, on propose d'utiliser numériquement une méthode de resommation de séries, la méthode de Borel-Laplace, qui, à partir de la série formelle, extrait une fonction analytique asymptotique à la solution.
Book Synopsis Structures actives dans un fluide visqueux by : Fabien Vergnet
Download or read book Structures actives dans un fluide visqueux written by Fabien Vergnet and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le transport de micro-organismes et de fluides biologiques au moyen de cils et flagelles est un phénomène universel que l'on retrouve chez presque tous les êtres vivants. Le but de cette thèse est la modélisation, l'analyse mathématique et la simulation numérique de problèmes d'interaction fluide-structure qui font intervenir des structures actives, capables de se déformer d'elles-mêmes grâce à des contraintes internes, et un fluide à faible nombre de Reynolds, modélisé par les équations de Stokes. Le Chapitre 2 traite de la modélisation de ces structures actives en considérant la loi de Saint Venant-Kirchhoff dans les équations de l'élasticité et en ajoutant un terme d'activité au second tenseur de contraintes de Piola-Kirchhoff. Les équations fluide et structures sont couplées à l'interface fluide-structure et l'étude mathématique d'un problème linéarisé et discrétisé en temps est ensuite réalisée. Une reformulation sous forme d'un problème point-selle est proposée et utilisée pour la simulation numérique du problème. Le Chapitre 3 s'intéresse à l'analyse du problème d'interaction fluide-structure quasi-statique avec une structure active, pour lequel nous montrons l'existence et l'unicité, pour des données petites, d'une solution forte localement en temps. Le Chapitre 4 présente une nouvelle méthode de type domaine fictif (la méthode de prolongement régulier ) pour la résolution numérique de problèmes de transmission. La méthode est d'abord développée pour un problème de transmission de Laplace, puis étendue aux problèmes de transmission de Stokes et d'interaction fluide-structure.
Book Synopsis MODELES THERMORHEOLOGIQUES ET SIMULATIONS NUMERIQUES BI- ET TRIDIMENSIONNELLES D'ECOULEMENTS NON-ISOTHERMES DE FLUIDES VISCOELASTIQUES by : Anthony Wachs
Download or read book MODELES THERMORHEOLOGIQUES ET SIMULATIONS NUMERIQUES BI- ET TRIDIMENSIONNELLES D'ECOULEMENTS NON-ISOTHERMES DE FLUIDES VISCOELASTIQUES written by Anthony Wachs and published by . This book was released on 2000 with total page 406 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS VISCOELASTIQUES NON-ISOTHERMES BI- ET TRIDIMENSIONNELS S'INSCRIT DANS UN CADRE PLURIDISCIPLINAIRE RELEVANT DE LA RHEOLOGIE, DE LA MECANIQUE DES FLUIDES, DE LA THERMODYNAMIQUE, DES MATHEMATIQUES APPLIQUEES ET DE L'INFORMATIQUE. DANS CE CONTEXTE, NOUS PRESENTONS DIFFERENTS MODELES THERMO-RHEOLOGIQUES : LOIS DE COMPORTEMENT, DEPENDANCE EN TEMPERATURE DES PARAMETRES MATERIELS ET MECANISMES DE TRANSFERTS D'ENERGIE PROPRES AU CARACTERE VISCOELASTIQUE DES MATERIAUX. LA PRISE EN COMPTE DE CES MODELES DANS LES SIMULATIONS NUMERIQUES NOUS A CONDUIT A DEVELOPPER DEUX METHODES DIFFERENTES : 1. UNE METHODE ORIGINALE DE TRANSFORMATION DE DOMAINES, BASEE SUR DES CONCEPTS DEVELOPPES DANS LA METHODE DES TUBES DE COURANT, POUR LE CALCUL D'ECOULEMENTS ETABLIS NON-ISOTHERMES EN SECTION COMPLEXE AVEC DES MODELES NEWTONIEN, NON-NEWTONIEN VISQUEUX PUR ET VISCOELASTIQUE CODEFORMATIONNEL INTEGRAL. 2. UNE METHODE DE VOLUMES FINIS POUR LES ECOULEMENTS NON-ISOTHERMES BI- ET TRIDIMENSIONNELS EN CONTRACTION BRUSQUE, AVEC UN MODELE VISCOELASTIQUE DIFFERENTIEL UCM. LES SCHEMAS MIS EN UVRE PERMETTENT L'OBTENTION DE SOLUTIONS CONVERGENTES A GRANDS NOMBRES DE WEISSENBERG. LES DIFFICULTES RENCONTREES SONT LIEES A LA CONVERGENCE DES ALGORITHMES DE RESOLUTION A HAUTS NIVEAUX D'ELASTICITE, A LA PRECISION DES SCHEMAS DE DISCRETISATION ET A LA PRISE EN COMPTE DE LA TEMPERATURE DANS LA FORMULATION. LES RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS METTENT EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DES EFFETS THERMIQUES ET ELASTIQUES AINSI QUE LEUR COUPLAGE DANS LES PROCESSUS DE MISE EN FORME DE POLYMERES.
Book Synopsis Etude numérique des interactions hydrodynamiques fluides/solides by : Tseheno Nirina Randrianarivelo
Download or read book Etude numérique des interactions hydrodynamiques fluides/solides written by Tseheno Nirina Randrianarivelo and published by . This book was released on 2005 with total page 222 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous avons développé au cours de ce travail un modèle de simulation numérique directe afin de calculer les interactions hydrodynamiques entre le fluide et les particules. Ce modèle fait appel à une formulation originale du tenseur des contraintes des équations de Navier-Stokes. Nous l'avons décomposé en quatre expressions distinguant les contributions de compression, d'élongation, de cisaillement et de rotation. Quatre viscosités, associées à chaque contrainte, sont également introduites. Grâce à cette décomposition, nous sommes en mesure de simuler, à partir des seules équations de Navier-Stokes, le comportement d'un fluide visqueux incompressible ou celui d'un solide indéformable. Parallèlement à cela, nous avons développé une méthode de pénalisation pour imposer la contrainte d'incompressibilité du fluide et celle de non déformation du solide. Cette technique est fondée sur la méthode de lagrangien augmenté que nous avons généralisée à l'imposition de la contrainte de non déformation du solide. Les tests de validation ont montré l'efficacité de la méthode pour la simulation de particules en sédimentation à différents nombres de Reynolds. Le modèle numérique a ensuite été appliqué pour la simulation de l'écoulement à travers un ensemble de sphères fixes disposées dans un arrangement cubique face centré. Cette configuration idéale de lits fluidisés a permis d'identifier les modifications du coefficient de traînée Cd d'une particule de cet ensemble comparée à celui d'une particule isolée dans les mêmes conditions d'écoulement. La deuxième application fut l'étude d'un réseau de particules mobiles réparties de façon aléatoire initialement.
Book Synopsis Modélisation numérique des écoulements gravitaires viscoplastiques avec transition fluide/solide by : Christelle Lusso
Download or read book Modélisation numérique des écoulements gravitaires viscoplastiques avec transition fluide/solide written by Christelle Lusso and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous nous intéressons à la modélisation et à la simulation numérique d'écoulements gravitaires transitoires à surface libre, pour des fluides visqueux et incompressibles. La loi de comportement est de type viscoplastique avec transition fluide/solide. Plus précisément, nous considérons la loi rhéologique de Drucker-Prager. Nous nous intéressons tout d'abord le cas unidimensionnel d'un écoulement longitudinal cisaillé. Nous étudions un modèle simplifié, avec terme source empirique, pour lequel nous concevons une méthode numérique pour le suivi de la position de l'interface entre la couche solide et la couche fluide. Nous présentons des résultats numériques, avec divers termes sources, et nous comparons ces résultats, lorsque la viscosité est petite, à la solution analytique non visqueuse. Dans le cas visqueux, nous étudions les phases de démarrage et d'arrêt de l'écoulement. Dans un second temps, nous étudions le cas bidimensionnel d'écoulement de Drucker-Prager avec surface libre. La loi de comportement du fluide est traitée par régularisation, et nous utilisons la méthode ALE pour traiter le mouvement du domaine. Nous présentons des résultats numériques pour l'étude de la mise en mouvement d'un talus.
Book Synopsis Simulation numérique directe de l'impact de SLD (Supercooled Large Droplet) sur une paroi by : Thibault Xavier (docteur en Dynamique des fluides).)
Download or read book Simulation numérique directe de l'impact de SLD (Supercooled Large Droplet) sur une paroi written by Thibault Xavier (docteur en Dynamique des fluides).) and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La lutte contre la formation de givre en vol est un enjeu majeur en aéronautique en tant que source majeured'accidents. Lors de la collision avec les gouttes d'eau surfondue présentes dans les nuages, l'accrétion de givre engendrée peut détériorer les performances aérodynamiques de l'appareil ou obstruer les capteurs. Dans ce contexte,la compréhension détaillée du processus d'impact de goutte est encouragée par l'évolution des normes de certification pour adapter les dispositifs de protection. L'utilisation d'un outil de simulation numérique directe (DNS)permet d'accéder à des grandeurs physiques difficilement accessibles par l'expérience et de fournir des donnéespour la modélisation. Néanmoins, les impacts à haute vitesse demandent des méthodes numériques à la foisprécises, conservatives et robustes tout en exigeant un coût de simulation élevée. Dans cette thèse, on contribue àla compréhension de la physique de l'impact de goutte à basse et haute vitesse sur différents types de cible, paroissèche ou mouillée. Ceci est fait à travers le développement et l'utilisation du code DNS DYJEAT, qui résoutles équations de Navier-Stokes incompressibles diphasiques. Une approche centrée sur les méthodes Level-Set etVolume-of-Fluid permettent de répondre aux défis de ce type de simulation. A l'aide de ce code, on étudie d'abordle phénomène d'étalement en implémentant une modélisation des effets capillaires en paroi. On s'intéresse parla suite à la formation d'une couronne liquide lors d'un impact sur une épaisseur liquide. L'instrumentation ducode réalisée permet de caractériser finement la couronne et les structures secondaires formées lors de l'impact.A partir du post-traitement d'expériences à haute vitesse menées à l'ONERA, on a réalisé une campagne desimulations sur des configurations à haute énergie, jusqu'à présent peu explorées en littérature. Ces campagnesde calculs permettent en particulier d'explorer l'effet de la nature de la paroi, de l'angle d'impact ou de la pressionambiante sur le phénomène de splash. Ces calculs nécessitent des maillages pouvant dépasser le milliard de pointset impliquent l'adaptation des pratiques de calcul décrites aussi dans ce travail, et appliquées lors de l'utilisationdes supercalculateurs au niveau régional ou national.
Book Synopsis Simulation numérique du transfert convectif dans un écoulement viscoélastique by : Fouad Hagani
Download or read book Simulation numérique du transfert convectif dans un écoulement viscoélastique written by Fouad Hagani and published by . This book was released on 2021 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les écoulements incompressibles et laminaires de fluides viscoélastiques, comme les fluides polymériques et les solutions diluées de polymères, dans des conduites rectilignes de section non-circulaire se distinguent par leur comportement rhéofluidifiant et par l'anisotropie de la seconde différence des contraintes normales conduisant à l'apparition d'écoulements secondaires. Dans les mêmes conditions d'écoulement, ces deux phénomènes entraînent une amélioration significative du transfert thermique convectif comparativement à l'écoulement d'un fluide Newtonien. L'écoulement incompressible, laminaire, anisotherme et dépendant du temps d'un fluide viscoélastique est décrit par les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie. L'extra-contrainte viscoélastique est donnée par des modèles constitutifs plus ou moins fidèles au comportement rhéologique du fluide viscoélastique considéré, comme le modèle rhéologique d'Oldroyd-B, le modèle de Giesekus et le modèle de Phan-Thien-Tanner. Le système d'équations ainsi obtenu est du type mixte (du type parabolo/ellipto/hyperbolique). Nous proposons dans cette thèse un algorithme original basé sur la méthode des différences finies permettant la réalisation de double coulage numérique d'une manière stable et convergente tout en conservant la positivité du tenseur de conformation sans aucune méthode de stabilisation. Le système d'équations est réécrit sous une forme quasi-linéaire. Sous la vérification de la condition d'hyperbolicité, les termes d'advection pure résultant de la forme quasi-linéaire, traités d'une façon explicite, sont discrétisés en utilisant des schémas appropriés d'ordre élevé du type WENO(3,5,7,9) et HOUC(3,5,7,9). La contrainte d'incompressibilité (couplage pression/vitesse) est satisfaite à l'aide d'une méthode de projection incrémentale basée sur un schéma semi-implicite BDF2. Après avoir procédé à la validation de la précision et de la convergence des méthodes numériques implémentées, nous présentons l'étude de l'écoulement d'un fluide viscoélastique non-affine dans une conduite de section carrée. L'influence de l'élasticité du fluide, de l'inertie du fluide et des différents paramètres rhéologiques sur l’écoulement principal, la structure et l'intensité des écoulements secondaires, ainsi que l'effet de la dissipation visqueuse sur le taux du transfert thermique convectif sont étudiés.
Book Synopsis Comportement de fluides complexes sous écoulement by : Claire Rigal
Download or read book Comportement de fluides complexes sous écoulement written by Claire Rigal and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est une contribution à la fois expérimentale, théorique et numérique à l'étude des écoulements bidimensionnels de fluides complexes dans une conduite cylindrique présentant des singularités et dans une géométrie annulaire à cylindres excentrés. Le fluide utilisé est une solution de xanthane à différentes concentrations présentant un caractère non newtonien rhéofluidifiant. L'objectif principal de cette thèse est la caractérisation de l'influence des propriétés rhéofluidifiantes sur le comportement des zones de recirculation, en terme de morphologie, de positionnement et d'intensité, par l'utilisation et le développement de techniques de mesures non intrusives et performantes. La première méthode expérimentale utilisée une technique laser classique: la vélocimétrie par images de particules. La seconde technique mise en oeuvre est une méthode originale: la vélocimétrie par imagerie par résonance magnétique. Elle est utilisée pour la première fois au laboratoire pour la mesure de champ de vitesse d'écoulement de fluides complexes en conduite cylindrique, représentant l'intérêt majeur de cette thèse. La première partie de notre travail consiste en une description rhéologique complète de nos fluides modèles avec la détermination de leur loi de comportement et la mise en évidence de leurs propriétés viscoélastiques, par ailleurs négligeables. Par la suite les mesures de champ de vitesse des écoulements bidimensionnels étudiés et la représentation des lignes de courant montrent que les propriétés rhéofluidifiantes influencent très fortement la structure et la morphologie de ces écoulements et le comportement des zones de recirculation. Par une étude fine nous observons qu'il existe une compétition entre les effets d'inertie et les effets rhéofluidifiants induisant un champ de contrainte variable qui modifie le positionnement et la taille de la zone de recirculation. Nous montrons également que l'augmentation du caractère rhéofluidifiant affaiblit son intensité de la zone de recirculation. Enfin, des simulations numériques utilisant la loi de comportement macroscopique déterminée par rhéométrie classique ont été réalisées avec le logiciel Fluent. Une bonne concordance est observée entre les résultats de ces simulations numériques et les expérimentaux. Cette comparaison permet ainsi de valider le code de calcul et la loi de comportement, utilisée pour les simulations numériques au travers de sa modélisation suivant la loi de Cross, pour les écoulements considérés.
Book Synopsis Modélisation et simulation numérique en mécanique des fluides énergétiques pour les Sciences de l’ingénieur by : Eric Schall
Download or read book Modélisation et simulation numérique en mécanique des fluides énergétiques pour les Sciences de l’ingénieur written by Eric Schall and published by . This book was released on 2004 with total page 186 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis MODELISATION ET SIMULATION NUMERIQUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE AU COURS DES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS DANS LES MILIEUX POREUX SATURES by : DJAMEL.. SADAOUI
Download or read book MODELISATION ET SIMULATION NUMERIQUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE AU COURS DES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS DANS LES MILIEUX POREUX SATURES written by DJAMEL.. SADAOUI and published by . This book was released on 1995 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS SONT ETUDIES DANS LES MILIEUX POREUX CONSTITUES PAR DES EMPILEMENTS ALEATOIRES DE FIBRES OU DE PARTICULES DE DIVERS MATERIAUX SATURES PAR DIFFERENTS FLUIDES INCOMPRESSIBLES. LA MODELISATION DU PROBLEME DYNAMIQUE EST BASEE SUR LE MODELE DE DARCY-FORCHHEIMER-BRINKMAN ET LE MODELE D'ERGUN DE LA PERMEABILITE EN TENANT COMPTE D'UNE LOI DE VARIATION DE LA POROSITE. LA MODELISATION DU PROBLEME THERMIQUE POUR DES PHASES SOLIDE ET FLUIDE EN EQUILIBRE THERMIQUE LOCAL EST DERIVEE DU MODELE DE ZEHNER ET SCHLUENDER POUR LA CONDUCTIVITE THERMIQUE MOYENNE ET DU MODELE DE HSU ET CHENG POUR LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DISPERSIVE. LA SIMULATION NUMERIQUE EST DEVELOPPEE A L'AIDE DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS EN UTILISANT UN MAILLAGE LAGRANGIEN COMPORTANT DES ELEMENTS QUADRATIQUES COMPLETS. LES EQUATIONS DE CONSERVATION DE LA DYNAMIQUE ET DE LA THERMIQUE SONT RESOLUES A L'AIDE DES VARIABLES PRIMITIVES POUR UNE GEOMETRIE BIDIMENSIONNELLE CARTESIENNE. L'ETUDE DE REFERENCE DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE EST REALISEE DANS LE CAS D'UN MILIEU POREUX CONSTITUE PAR DES PARTICULES SPHERIQUES (VERRE) DELIMITE PAR DEUX SURFACES PLANES PARALLELES ET SATURE PAR DE L'EAU. LES RESULTATS NUMERIQUES PERMETTENT DE VALIDER LA PROGRAMMATION DE LA METHODE D'APRES D'AUTRES RESULTATS NUMERIQUES ET EXPERIMENTAUX. L'ETUDE PRELIMINAIRE DES ECOULEMENTS ET DES TRANSFERTS AUTOUR D'UNE SURFACE CYLINDRIQUE INSEREE DANS UN MILIEU DE POROSITE CONSTANTE EST REALISEE POUR UNE VALIDATION COMPLEMENTAIRE DE LA METHODE NUMERIQUE D'APRES CERTAINS RESULTATS ANALYTIQUES. L'ETUDE GENERALE DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE AUTOUR D'UNE SURFACE CYLINDRIQUE EST EFFECTUEE DANS LE CAS D'UN MILIEU POREUX CONSTITUE PAR UN EMPILEMENT DE PARTICULES SPHERIQUES (VERRE OU D'ALUMINE) SATURE PAR DE L'AIR. LES RESULTATS NUMERIQUES PERMETTENT DE RETROUVER LES PHENOMENES CARACTERISTIQUES OBSERVES AU COURS DES PLUS RECENTS TRAVAUX EXPERIMENTAUX. L'INFLUENCE DU DIAMETRE DES PARTICULES ET DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DU MATERIAU SUR LES VARIATIONS DU NOMBRE DE NUSSELT MOYEN EST ETUDIEE DANS UN LARGE DOMAINE DU NOMBRE DE PECLET
Book Synopsis Implémentation de la technique de simulation des grandes échelles dans un solveur parallèle de dynamique des fluides by : Patrick Lepage
Download or read book Implémentation de la technique de simulation des grandes échelles dans un solveur parallèle de dynamique des fluides written by Patrick Lepage and published by . This book was released on 2012 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire de maîtrise en milieu industriel présente les travaux réalisés chez Maya Heat Transfer Technologies afin d'implémenter la technique de la simulation des grandes échelles dans le solveur de dynamique des fluides parallèle NIECE. Les modèles de sous-maille [sic] algébriques de Smagorinsky, WALE (Wale Adapting Local Eddy-Viscosity) et le modèle de Vreman ont été retenus et validés. Ce projet de maîtrise se divise [entre] quatre volets. La première partie présente l'implémentation et l'analyse d'un nouveau schéma de discrétisation spatial et temporel dans le contexte d'un algorithme de résolution des équations de Navier-Stokes par une approche mixte [de] volumes éléments finis sur maillage non structuré. Une étude comparative sur la stabilité, la diffusion et [la] dipersion [sic] numérique des nouveaux schémas et ceux déjà existants dans le code permet d'identifier le schéma centré de second ordre en espace, couplé au schéma de Crank-Nicolson en temps comme un compromis adéquat pour la simulation des grandes échelles dans un contexte industriel. Le second volet détaille les résulats [i.e. résultats] de la simulation de la décroissance d'une turbulence homogène isotrope. La décroissance des spectres d'énergie est présentée pour chacun des modèles de sous-maille, puis comparée à la solution sans modèle. L'effet du raffinement du maillage est investigué. Ce volet détaille également l'implémentation et la validation de l'algorithme permettant l'initialisation d'une turbulence isotrope incompressible. Une discussion sur les formulations analytiques des spectres d'énergie de Passot-Pouquet et de von Karman-Pao est finalement présentée. Le problème de la répresentation [sic] de l'écoulement à l'entrée du domaine de calcul est ensuite abordé. Ce troisième volet détaille la méthode de génération de turbulence, appelée méthode des tourbillons synthétiques, servant à générer un champ de vitesse cohérent et représentatif d'une turbulence réelle. Une étude de l'influence des paramètres numériques de la méthode permet de dériver un critère automatique de sélection pour l'utilisateur. Pour terminer, une étude comparative de la méthode des tourbillons synthétiques à une méthode d'injection aléatoire est présentée. En dernier lieu, la réalisation du cas de validation du canal plan périodique permet d'investiguer la capacité du code à simuler les propriétés d'une turbulence cisaillée. Les résultats des modèles de sous-maille sont comparés au cas sans modèle de turbulence. L'effet du raffinement du maillage est étudié sur trois différentes grilles. Les statistiques de premier ordre (profil de vitesse moyenne) et les satistiques [i.e. statistiques] de second ordre (profils des composantes du tenseur de Reynolds) sont détaillées et analysées. Finalement, la contribution de l'énergie cinétique résolue et de l'énergie de sous-maille permet de quantifier la contribution des modèles de turbulence sur la solution.
Book Synopsis Modélisation XFEM, Nitsche, Level-set et simulation sous FEniCS de la dynamique de deux fluides non miscibles by : Réda Mekhlouf
Download or read book Modélisation XFEM, Nitsche, Level-set et simulation sous FEniCS de la dynamique de deux fluides non miscibles written by Réda Mekhlouf and published by . This book was released on 2018 with total page 188 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: À l'heure actuelle, les écoulements à deux fluides non miscibles jouent un rôle très important dans plusieurs domaines, que ça soit en science ou en ingénierie. Leur complexité est tellement élevée que les modèles actuels ne permettent de résoudre que des cas particuliers ou simplifiés avec un degré de précision qui demeurent souvent plutôt modeste. Une nouvelle approche numérique parait être une nécessité pour capturer la complexité physique du phénomène. Pour ce faire nous avons besoin d'outils robustes. Au niveau de l'interface de séparation entre les deux fluides non miscibles, les variables physiques sont discontinues, ce qui pose un défi majeur dans la description des variables et des conditions aux limites à l'interface. Le fait que les densités et les viscosités de chaque fluide soient différentes de part et d'autre de l'interface donne naissance à des défauts et des impuretés dans le champ des vitesses, ce qu'on appelle une discontinuité faible. Pour sa part, l'existence de la force de tension superficielle au niveau de l'interface crée une discontinuité sur le champ de pression, ce qu'on appelle une discontinuité forte. Un autre grand problème se pose au niveau de l'étude numérique du problème, où les méthodes numériques classiques ont une précision assez limitée dans ce genre de situation. L'objectif de ce travail est de fournir une étude complète de la dynamique de l'interface entre deux fluides non miscibles à l'aide d'outils mathématiques, physiques et numériques robustes. D'abord, une étude analytique du problème a été faite où l'équation de Navier-Stokes et les conditions de saut sur les variables physiques au niveau de l'interface de séparation entre les fluides ont été prouvées en détail. Pour traiter les discontinuités, nous avons discrétisé nos variables à l'aide de la méthode XFEM. Dû aux larges distorsions rencontrées dans ce genre d'écoulement, nous avons utilisé l'approche Eulérienne, pour corriger les oscillations des solutions dues aux choix du système de coordonnées nous avons utilisé les techniques de stabilisation SUPG/PSPG. Le traitement de la courbure des interfaces K été fait à l'aide de l'opérateur Laplace Beltrami et le suivi d'interface à l'aide de la méthode ̈Level-set ̈. Pour le traitement des conditions de saut au niveau de l'interface la méthode Nitsche est développée dans différents contextes. Après avoir développé un modèle physique et mathématique dans les premières parties de notre travail, nous avons fait une étude numérique à l'aide de la plateforme de calcul FEniCS, qui est une plateforme de développement en langage C++ avec une interface Python. Un code de calcul a été développé dans le cas des écoulements de deux fluides non miscibles avec les modèles physiques et les outils mathématiques développés dans les sections précédentes.
Book Synopsis SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DE FLUIDES COMPRESSIBLES VISQUEUX PAR UNE APPROCHE FLUIDE PARFAIT AVEC CONDITIONS AUX LIMITES DE PAROI MODELISANT LA COUCHE LIMITE by : FABIENNE.. ROUSSEL
Download or read book SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DE FLUIDES COMPRESSIBLES VISQUEUX PAR UNE APPROCHE FLUIDE PARFAIT AVEC CONDITIONS AUX LIMITES DE PAROI MODELISANT LA COUCHE LIMITE written by FABIENNE.. ROUSSEL and published by . This book was released on 1992 with total page 190 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE PORTE SUR L'ELABORATION D'UNE STRATEGIE NUMERIQUE EFFICACE PERMETTANT LA MODELISATION DES ECOULEMENTS NON DECOLLES DE FLUIDE COMPRESSIBLE VISQUEUX AUTOUR DE CONFIGURATIONS COMPLEXES (PROFILS D'AILE EN 2D, AILES OU AVIONS COMPLETS EN 3D). LA STRATEGIE S'APPUIE SUR UNE APPROCHE COMBINANT A LA FOIS UN SOLVEUR FLUIDE PARFAIT (POTENTIEL AVEC CORRECTION ENTROPIQUE OU EULER CONSERVATIVE) ET UN SOLVEUR COUCHE LIMITE CARACTERISANT LES EFFETS VISQUEUX PROCHES DE LA PAROI. LE RESULTAT DU CALCUL DE COUCHE LIMITE ENGENDRE L'EVALUATION D'UNE VITESSE NORMALE DITE DE SOUFFLAGE QUI SERT ENSUITE DE CONDITION A LA LIMITE DE PAROI DANS LE CALCUL FLUIDE PARFAIT. EN ITERANT AINSI LES CALCULS, ON OBTIENT UN SOLVEUR BIVALENT PEU COUTEUX, SE SUBSTITUANT A UN SOLVEUR NAVIER-STOKES, POUR DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS NON DECOLLES, ET PERMETTANT DE REALISER DES CALCULS D'ECOULEMENTS AUTOUR D'AVIONS COMPLETS. LA METHODOLOGIE AINSI DEVELOPPEE, MET EN EVIDENCE LA ROBUSTESSE DES DEUX SOLVEURS FLUIDE PARFAIT A LA PRISE EN COMPTE DE CONDITIONS AUX LIMITES DE PAROI NON HOMOGENES. LES NOMBREUSES EXPERIENCES NUMERIQUES EFFECTUEES, TANT ENE BIDIMENSIONNEL QU'EN TRIDIMENSIONNEL, FOURNISSENT DES RESULTATS D'UNE PRECISION SATISFAISANTE ET VALIDENT AINSI LA METHODE
Book Synopsis Simulation numérique de la viscosité de liquides by : Nadège Meyer
Download or read book Simulation numérique de la viscosité de liquides written by Nadège Meyer and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'étude de la viscosité de cisaillement par simulation numérique de dynamique moléculaire classique à l'équilibre avec une attention particulière à l'influence des hautes pressions sur cette propriété. La viscosité est obtenue à partir des trajectoires générées par ces simulations et en appliquant la formule de Green-Kubo. Un large panel de systèmes a été étudié, allant de fluides atomiques purs à un liquide moléculaire, en passant par des mélanges binaires. En premier lieu, nous nous sommes focalisés sur les métaux alcalins. La conclusion majeure de cette étude est que la viscosité des alcalins a un comportement universel sur une large plage du diagramme de phases. Par ailleurs, sur cet intervalle, la relation universelle que nous avons proposée permet de prédire la valeur de la viscosité de n'importe quel élément avec une incertitude inférieure à 10%. La validité de la relation de Stokes-Einstein, reliant le coefficient d'autodiffusion à la viscosité, a également été vérifiée. Une étude systématique a ensuite été menée sur des mélanges modèles de type Lennard-Jones an de tester l'influence des paramètres d'interaction sur le comportement de la viscosité. Une estimation théorique basée sur le modèle de fluide effectif pur a été proposée. D'autre part, la relation de Stokes-Einstein a été étendue aux mélanges avec succès. Ces observations ont été confrontées aux cas de deux alliages réels : K-Cs et Li-Bi. Pour finir, une étude préliminaire a été entreprise sur l'eau en modélisant les interactions par deux potentiels : SPC/E, non polarisable, et BK3, polarisable. L'effet de l'introduction de la polarisabilité sur le calcul de la viscosité a été étudié. La validité des relations de Stokes-Einstein et de Stokes-Einstein-Debye, faisant intervenir la rotation de la molécule, a été évaluée à très haute pression.
