Etude De Linfluence Des Particules Sur La Turbulence A Partir De Simulations Directes Et De Simulations Des Grandes Echelles Decoulements Diphasiques Gaz Solides Homogenes Isotropes Stationnaires

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ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARTICULES SUR LA TURBULENCE A PARTIR DE SIMULATIONS DIRECTES ET DE SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES D'ECOULEMENTS DIPHASIQUES GAZ SOLIDES HOMOGENES ISOTROPES STATIONNAIRES

Author : MARC.. BOIVIN
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ISBN 13 :
Total Pages : 218 pages
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Book Synopsis ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARTICULES SUR LA TURBULENCE A PARTIR DE SIMULATIONS DIRECTES ET DE SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES D'ECOULEMENTS DIPHASIQUES GAZ SOLIDES HOMOGENES ISOTROPES STATIONNAIRES by : MARC.. BOIVIN

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Étude de l'influence des particules sur la turbulence à partir de simulations directes et de grandes échelles d'écoulements diphasiques gaz-solides

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Author : M. Boivin
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ISBN 13 :
Total Pages : 171 pages
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Book Synopsis Étude de l'influence des particules sur la turbulence à partir de simulations directes et de grandes échelles d'écoulements diphasiques gaz-solides by : M. Boivin

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Lecture series

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Book Synopsis Lecture series by :

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Journal of Fluids Engineering

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Total Pages : 812 pages
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Book Synopsis Journal of Fluids Engineering by :

Download or read book Journal of Fluids Engineering written by and published by . This book was released on 2004 with total page 812 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Étude numérique des effets de concentration préférentielle et de corrélation spatiale entre vitesses de particules solides en turbulence homogène isotrope stationnaire

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Author : Pierre Février
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Book Synopsis Étude numérique des effets de concentration préférentielle et de corrélation spatiale entre vitesses de particules solides en turbulence homogène isotrope stationnaire by : Pierre Février

Download or read book Étude numérique des effets de concentration préférentielle et de corrélation spatiale entre vitesses de particules solides en turbulence homogène isotrope stationnaire written by Pierre Février and published by . This book was released on 2000 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse est consacré à l'étude des écoulements turbulents diphasiques gaz-solides. Cette étude s'appuie sur des résultats issus d'un traitement statistique Lagrangien et Eulérien de la dynamique d'écoulements diphasiques, obtenus par simulation numérique directe (DNS), ou simulation numérique directe des grandes échelles (LES), de la turbulence du gaz, couplée avec suivi Lagrangien des particules. Les particules considérées sont sphériques et de taille inférieure ou du même ordre que les plus petites échelles de la turbulence du fluide, et la densité des particules est bien plus grande que celle du fluide. L'écoulement de référence est une turbulence homogène isotrope (THI) maintenue en régime statistiquement stationnaire, en imposant une accélération stochastique sur les premiers nombres d'onde du champ turbulent. Le mouvement des particules est gouverné par la force de traînée de Stokes et par la force de gravité, et les interactions inter-particules, telles que les collisions et les interactions hydrodynamiques, ne sont pas prises en compte. De plus, l'effet de la présence des particules sur la turbulence du fluide n'est pas traité. Ces simulations sont représentatives d'écoulements gaz-solides dilués où le principal mécanisme est le transport des particules par la turbulence. Ce travail est consacré dans un premier temps aux effets de dispersion turbulente et de ségrégation spatiale des particules en apesanteur et en présence de gravité, mettant en évidence un mécanisme contrôlé par les grandes échelles de la turbulence. Par la suite, un formalisme Eulérien microscopique du mouvement des particules est développé. Le calcul des statistiques Eulériennes en un point et en deux points, sur les variables position-vitesse des particules, montre que la vitesse des particules est composée d'une partie "corrélée", qui prend complètement en compte les corrélations fluide-particule et particule-particule, et d'une partie "décorrélée" dont la contribution augmente avec l'inertie des particules. Les phénomènes de dispersion relative de particules solides, et de collisions inter-particules sont enfin étudiés dans le cadre de ce formalisme.

Dispersion de particules dans une turbulence homogène isotrope stationnaire calculée par simulation numérique directe des grandes échelles

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Author : E. Deutsch
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Book Synopsis Dispersion de particules dans une turbulence homogène isotrope stationnaire calculée par simulation numérique directe des grandes échelles by : E. Deutsch

Download or read book Dispersion de particules dans une turbulence homogène isotrope stationnaire calculée par simulation numérique directe des grandes échelles written by E. Deutsch and published by . This book was released on 1992 with total page 14 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Afin d'étudier le comportement et les caractéristiques du mouvement fluctuant de particules entrainées par la turbulence, la dispersion de nuages de particules (25000-100000) a été simulée dans un champ de turbulence homogène isotrope stationnaire calculé à l'aide d'une simulation numérique directe des grandes échelles de la turbulence (large eddy simulation). L'équation du mouvement de chaque particule prend en compte la contribution des forces de trainée, de pression et de masse ajoutée. Des calculs de dispersion de particules en l'absence de forces extérieures ont été réalisés pour trois rapports de densité particules/fluide (=2000, 2. Et 0.001). La dispersion des particules les plus denses a également été simulée en appliquant une force de gravite pour étudier l'influence du glissement moyen entre les phases. Enfin, en appliquant une force extérieure variant linéairement dans une direction, la viscosité turbulente d'un nuage de particules denses a été calculée. Les résultats sont comparés avec des expressions analytiques obtenues à partir d'une extension de la théorie de Tchen qui consiste à calculer les caractéristiques du mouvement fluctuant des particules en fonction de la turbulence du fluide vue par les particules. Cette extension, à condition de prédire correctement les caractéristiques de la turbulence le long des trajectoires des particules, permet de prendre en compte divers phénomènes, l'effet de la ségrégation des bulles vers des zones à vitesse du fluide plus faible, l'effet de croisement de trajectoires. D'autre part ces simulations ont permis d'affiner et de valider l'expression des coefficients de transport turbulent de la phase dispersée utilisés pour la prédiction numérique des écoulements diphasiques a l'aide d'équations eulériennes dans les deux phases.

SIMULATIONS NUMERIQUES ET MODELISATION DES INTERACTIONS ENTRE L'ENTRAINEMENT PAR LA TURBULENCE ET LES COLLISIONS INTERPARTICULAIRES EN ECOULEMENTS GAZ-SOLIDE

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Author : JEROME.. LAVIEVILLE
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ISBN 13 :
Total Pages : 351 pages
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Book Synopsis SIMULATIONS NUMERIQUES ET MODELISATION DES INTERACTIONS ENTRE L'ENTRAINEMENT PAR LA TURBULENCE ET LES COLLISIONS INTERPARTICULAIRES EN ECOULEMENTS GAZ-SOLIDE by : JEROME.. LAVIEVILLE

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Contribution à l'étude du comportement de particules solides en écoulement turbulent confiné par simulation numérique directe

Author : Patrick Rambaud (docteur en mécanique et énergétique).)
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ISBN 13 :
Total Pages : 134 pages
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Book Synopsis Contribution à l'étude du comportement de particules solides en écoulement turbulent confiné par simulation numérique directe by : Patrick Rambaud (docteur en mécanique et énergétique).)

Download or read book Contribution à l'étude du comportement de particules solides en écoulement turbulent confiné par simulation numérique directe written by Patrick Rambaud (docteur en mécanique et énergétique).) and published by . This book was released on 2001 with total page 134 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le comportement de particules solides dans un écoulement turbulent de gaz en canal est étudié par le biais de simulations numériques directes. La description mixte eulerienne et lagrangienne permet d'aborder la dispersion de petites particules solides à travers le calcul des temps intégraux de la turbulence v́ue ́le long de leurs trajectoires. Ces temps intégraux sont comparés aux estimations basées sur une corrélation semi-empirique issue de calculs directs dans le cas d'une turbulence homogène et isotrope. La comparaison révèle l'impossibilité d'utiliser la corrélation pour prédire la dispersion dans le sens de l'écoulement. Après ces considérations sur la dispersion, l'effet d'atténuation de ces mêmes particules solides sur la turbulence est aussi caractérisé. Les forces prises en compte sur les particules sont au moins la traînée non linéaire et la force de portance de Saffman toutes deux corrigées en proche paroi et utilisant une interpolation tridimensionnelle hermitienne.

I) SIMULATION DE LA TURBULENCE PAR LA METHODE DES GRANDES ECHELLES II) RESOLUTION D'EQUATIONS DE LA MECANIQUE DES FLUIDES PAR LA METHODE DES INCONNUES INCREMENTALES

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Author : Pascal Poullet
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ISBN 13 :
Total Pages : 212 pages
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Book Synopsis I) SIMULATION DE LA TURBULENCE PAR LA METHODE DES GRANDES ECHELLES II) RESOLUTION D'EQUATIONS DE LA MECANIQUE DES FLUIDES PAR LA METHODE DES INCONNUES INCREMENTALES by : Pascal Poullet

Download or read book I) SIMULATION DE LA TURBULENCE PAR LA METHODE DES GRANDES ECHELLES II) RESOLUTION D'EQUATIONS DE LA MECANIQUE DES FLUIDES PAR LA METHODE DES INCONNUES INCREMENTALES written by Pascal Poullet and published by . This book was released on 1996 with total page 212 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS CE TRAVAIL, NOUS EXPLORONS DEUX DOMAINES: LA CONCEPTION DE NOUVELLES METHODES DE SIMULATION D'ECOULEMENTS DE FLUIDES VISQUEUX INCOMPRESSIBLES ET L'ETUDE DE LA METHODE DE SIMULATION DES GRANDES ECHELLES (L.E.S.) POUR UN ECOULEMENT COMPRESSIBLE EN ETAT DE TURBULENCE HOMOGENE ISOTROPE. POUR NOTRE ETUDE DE LA L.E.S., NOUS FILTRONS LE CHAMP TOTAL DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES 3D ET MODELISONS L'ACTION DE LA COMPOSANTE RESIDUELLE SUR LA COMPOSANTE RESOLUE DE PLUSIEURS FACONS. DE PLUS, A PARTIR DU CONCEPT DE L'EQUATION MODIFIEE, UNE ETUDE THEORIQUE SUR NOTRE SCHEMA NUMERIQUE NOUS PERMET D'ECLAIRER L'INFLUENCE CERTAINE DE LA DISCRETISATION SUR LES MODELES DE FERMETURE. DANS UN CONTEXTE DE DEVELOPPEMENT DES METHODES DE GALERKIN NON LINEAIRE, LES INCONNUES INCREMENTALES (I.U.) ONT ETE INTRODUITES AFIN DE HIERARCHISER LES INCONNUES EN DIFFERENCES FINIES. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS VERIFIONS L'ASPECT DE PRECONDITIONNEUR EFFICACE DES I.U. SUR DIFFERENTS PROBLEMES MODELES ELLIPTIQUES (DIRICHLET 2D ET 3D, NEUMAN 2D). ENSUITE, APRES AVOIR RESOLU THEORIQUEMENT UNE EQUATION NON-LINEAIRE STATIONNAIRE DE TYPE NAVIER-STOKES, NOUS DEVELOPPONS PLUSIEURS METHODES IMPLICITES DE RESOLUTION ET PROUVONS L'EFFICACITE DES I.U. DANS DE NOMBREUX CAS. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS RESOLVONS NUMERIQUEMENT LES PROBLEMES DE STOKES ET NAVIER-STOKES INCOMPRESSIBLES 2D PAR UN ALGORITHME COUPLANT UNE PROJECTION ORTHOGONALE ET LA METHODE M.A.C. NOUS VALIDONS NOTRE METHODE POUR LA CAVITE ENTRAINEE POUR UN NOMBRE DE REYNOLDS DE 5000. FINALEMENT, NOUS ABORDONS LE DEVELOPPEMENT D'UNE NOUVELLE METHODE MULTI-NIVEAUX ADAPTATIVE PAR LA CREATION D'UNE NOUVELLE HIERARCHISATION D'UN MAILLAGE M.A.C., L'INTRODUCTION D'ESTIMATEURS DE DYNAMIQUE GLOBALE DE L'ECOULEMENT. AINSI, NOUS PROPOSONS DE NOUVEAUX SCHEMAS NOUS SEMBLANT ADAPTES A LA DYNAMIQUE DES ECOULEMENTS DE FLUIDES INCOMPRESSIBLES A GRAND NOMBRE DE REYNOLDS

Étude asymptotique et numérique de la modification de la turbulence par des particules inertielles

Author : Jean-Régis Angilella
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ISBN 13 :
Total Pages : 164 pages
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Book Synopsis Étude asymptotique et numérique de la modification de la turbulence par des particules inertielles by : Jean-Régis Angilella

Download or read book Étude asymptotique et numérique de la modification de la turbulence par des particules inertielles written by Jean-Régis Angilella and published by . This book was released on 1995 with total page 164 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA MISE EN EVIDENCE DE STRUCTURES COHERENTES DANS LES PETITES ECHELLES DES ECOULEMENTS TURBULENTS SUGGERE QUE DES MECANISMES SIMPLES (EN PARTICULIER LA CONCENTRATION DE LA VORTICITE ET L'ETIREMENT TOURBILLONNAIRE) JOUENT UN ROLE IMPORTANT DANS LES TRANSFERTS D'ENERGIE INTERNES A L'AGITATION TURBULENTE. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES DANS UNE PREMIERE PARTIE AU PROCESSUS DE CREATION DE TELLES STRUCTURES A PARTIR DES RESULTATS DE SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES DE TURBULENCE HOMOGENE ISOTROPE. LE SUIVI SPATIO-TEMPOREL DE NAPPES DE VORTICITE ISOLEES AU CUR DE L'ECOULEMENT TURBULENT SUGGERE QUE CELLES-CI PRODUISENT DES FILAMENTS DE VORTICITE PAR UN PROCESSUS DE CONCENTRATION DE LA VORTICITE SIMILAIRE A CELUI DECRIT PAR NEU A PARTIR DES MODELES DE NAPPE ET DE TOURBILLON DE BURGERS. LES SIGNATURES SPECTRALES DES STRUCTURES COHERENTES, ETABLIES A L'AIDE DE LA TRANSFORMATION EN ONDELETTES, SUGGERENT QUE LES FILAMENTS DE VORTICITE ONT UNE STRUCTURE PLUS PROCHE DU TOURBILLON DE BURGERS QUE DU TOURBILLON SPIRAL ET ETIRE DE LUNDGREN. L'EXTENSION DU MODELE ASYMPTOTIQUE DE NAPPE DE VORTICITE CONTRAINTE DE NEU AU CAS DIPHASIQUE MONTRE QUE DES PARTICULES ACCUMULEES SUR LA NAPPE ONT UN EFFET STABILISATEUR, ET S'OPPOSENT AINSI A LA CONCENTRATION DE LA VORTICITE. AINSI LES PARTICULES, QUI SONT SANS EFFET SUR LES TOURBILLONS DE GRANDE ECHELLE, POURRAIENT AVOIR UN EFFET NON NEGLIGEABLE SUR LES TRANSFERTS D'ENERGIE INTERNES A L'AGITATION TURBULENTE

Modélisation et simulation de l'influence de la turbulence sur les collisions dans les écoulements mono- et bi-solides

Author : Pascal Fede
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Book Synopsis Modélisation et simulation de l'influence de la turbulence sur les collisions dans les écoulements mono- et bi-solides by : Pascal Fede

Download or read book Modélisation et simulation de l'influence de la turbulence sur les collisions dans les écoulements mono- et bi-solides written by Pascal Fede and published by . This book was released on 2007 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux réalisés dans cette thèse sont consacrés aux collisions inter-particulaires qui se déroulent au sein des écoulements turbulents gaz-solides. Après avoir étudié les mécanismes jouant un rôle dans les collisions (interaction fluide-particules, concentration préférentielle, mouvement relatif des particules), deux types de modélisations sont présentés. La première consiste à utiliser des algorithmes stochastiques (ou cinétiques) afin de simuler le transport des particules et les collisions. La seconde, appelée modélisation "aux moments", consiste à établir les équations des moments de vitesses pour les deux phases. L'originalité des modèles proposés réside dans le fait qu'ils sont établis pour une phase dispersée composée de deux espèces de particules. Ces modèles ont été validés par comparaison avec des simulations numériques directes (DNS) ou des simulations numériques des grandes échelles (LES), couplées avec un suivi de particules discrètes (DPS) et un traitement déterministe des collisions.

Modélisation d’écoulement diphasique gaz-solide à grand nombre de Reynolds par une approche de type LES/particules : modèle effectif de collisions interparticulaires ; modèle d’interaction particule/turbulence à sous-maille

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Author : Anna Chtab
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Total Pages : 110 pages
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Book Synopsis Modélisation d’écoulement diphasique gaz-solide à grand nombre de Reynolds par une approche de type LES/particules : modèle effectif de collisions interparticulaires ; modèle d’interaction particule/turbulence à sous-maille by : Anna Chtab

Download or read book Modélisation d’écoulement diphasique gaz-solide à grand nombre de Reynolds par une approche de type LES/particules : modèle effectif de collisions interparticulaires ; modèle d’interaction particule/turbulence à sous-maille written by Anna Chtab and published by . This book was released on 2005 with total page 110 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse est consacré à l’étude numérique des écoulements turbulents gaz-solide à grand nombre de Reynolds. Deux types de problème sont considérés: 1) écoulement dans un canal avec des particules relativement lourdes où l’influence des collisions inter-particulaires est importante; 2) dynamique d'une particule légère dans une turbulence homogène stationnaire où les effets d’intermittence modifient fortement la statistique lagrangienne. La simulation numérique a été effectué dans le cadre d’une approche de type LES combinée avec un nouveau formalisme pour la dynamique des particules. Dans le premier cas, une description lagrangienne simplifiée avec la prise en compte des collisions inter-particulaires de manière effective a été proposée. Notamment, la phase dispersée est représentée sous forme de particules «hypothétiques». Ces particules se déplacent le long des trajectoires lisses moyennées sur toutes leurs collisions. Pour examiner cette approche, les comparaisons avec les travaux expérimentaux ont été réalisées. Les effets observés dans les expériences ont été reproduits dans un temps de CPU considérablement réduit par rapport aux modélisations des autres auteurs. Pour le deuxième problème, un nouveau modèle à sous-maille d’interaction particule/turbulence intermittente a été appliquée aux échelles non-résolues par LES. En accord avec les mesures lagrangiennes des statistiques de la particule, les résultats obtenus sont les suivants : la fonction d’autocorrélation et le spectre confirment la prédiction de Kolmogorov 41, la vitesse suit une distribution gaussienne. Dans le même temps, le comportement non-gaussien (pdf de type «ailes étirées») des distributions d'incréments de vitesse aux petits écarts temporels a été observé.

Étude numérique et modélisation de la modulation de la turbulence dans un écoulement de nappe chargée en particules

Author : Olivier Vermorel
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ISBN 13 :
Total Pages : 221 pages
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Book Synopsis Étude numérique et modélisation de la modulation de la turbulence dans un écoulement de nappe chargée en particules by : Olivier Vermorel

Download or read book Étude numérique et modélisation de la modulation de la turbulence dans un écoulement de nappe chargée en particules written by Olivier Vermorel and published by . This book was released on 2003 with total page 221 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse est consacré à l'étude numérique et théorique de la modulation de la turbulence par des particules. Cette étude s'appuie sur des résultats issus de simulations de type Euler/Lagrange qui résolvent directement les équations instantanées de la phase gazeuse et effectuent un suivi de trajectoires des particules. La configuration étudiée représente une nappe de particules injectée à haute vitesse dans une turbulence homogène isotrope décroissante. Le mouvement des particules est supposé uniquement gouverné par la force de traînée visqueuse. Le chargement en particules est suffisamment important pour que les particules influent sur la phase gazeuse (couplage inverse) mais suffisamment faible pour pouvoir négliger les collisions interparticulaires. Le transfert de quantité de mouvement des particules vers le gaz cause une forte accélération du gaz au centre de la nappe. A la périphérie de la nappe, on constate une importante augmentation de la turbulence gazeuse principalement due aux termes de production par les gradients moyens de vitesse (effet indirect des particules). L'analyse des termes de transfert d'énergie cinétique entre phases montre que l'effet direct des particules est de détruire la turbulence au centre de la nappe et de l'augmenter à la périphérie. Ce dernier effet est causé par la forte corrélation entre la distribution de particules et la vitesse instantanée du gaz. Le modèle k-[ epsilon ] est ensuite étudié et la validité de ses hypothèses de fermeture en écoulement diphasique est éprouvée à l'aide de tests a priori. Une nouvelle formulation de type viscosité turbulente, fonction des paramètres diphasiques, est utilisée pour modéliser le tenseur de Reynolds du gaz. La modélisation du terme de couplage diphasique pour l'équation de taux de dissipation est remise en cause. Une équation de Langevin diphasique est également testée pour modéliser les équations de vitesse de dérive et de covariance des fluctuations de vitesse fluide-particules.

MModélisation et simulations de mélanges binaires de particules en interaction avec un champ fluide turbulent pour l'application aux lits fluidisés circulants

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Author : Christophe Gourdel
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ISBN 13 :
Total Pages : 192 pages
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Book Synopsis MModélisation et simulations de mélanges binaires de particules en interaction avec un champ fluide turbulent pour l'application aux lits fluidisés circulants by : Christophe Gourdel

Download or read book MModélisation et simulations de mélanges binaires de particules en interaction avec un champ fluide turbulent pour l'application aux lits fluidisés circulants written by Christophe Gourdel and published by . This book was released on 1999 with total page 192 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le but d'améliorer la compréhension des écoulements présents dans les lits fluidisés circulants, cette étude présente une modélisation eulérienne d'écoulements ascendants de mélanges binaires de particules soumises à un champ fluide turbulent. La modélisation prend en compte l'entraînement des particules par le gaz ainsi que les collisions entre les particules, mais néglige l'influence des particules sur le mouvement du gaz. La modélisation de la phase solide est effectuée, par extension de la démarche menée en monosolide, en utilisant le formalisme de la théorie cinétique, qui permet une modélisation aisée des termes de collisions entre particules si on connaît la fonction de distribution des particules (pdf). Un modèle lagrangien de mixtures de particules entraînées par un fluide turbulent est alors mis au point, par extension de la démarche menée en monosolide, qui permet par simulation de déterminer la forme des pdf et de les modéliser. Il s'avère que, dans le cas présent, le modèle retenu pour la pdf de chaque espèce consiste en une gaussienne centrée en la vitesse moyenne de l'espèce considérée et caractérisée par un écart type égal à l'énergie cinétique spécifique par agitation de l'espèce. Les termes caractéristiques des collisions entre particules peuvent alors être calculés. D'autre part, les interactions fluide-panicules sont modélisées de façon analogue au cas monosolide. Une validation du modèle ainsi obtenu est effectuée dans le cas simple d'un mélange homogène stationnaire de particules en chute libre dans une turbulence homogène isotrope. Les résultats du modèle eulérien (vitesse, énergie cinétique par agitation, corrélation fluide particule, temps caractéristiques) sont comparés avec succès aux résultats des simulations lagrangiennes. Les phénomènes physiques mis en évidence sont notamment les transferts importants de quantité de mouvement et d'énergie entre espèces, ainsi que l'anisotropie des mouvements fluctuants des particules.

Simulation des écoulements turbulents avec des particules de taille finie en régime dense

Author : Jorge César Brändle de Motta
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Book Synopsis Simulation des écoulements turbulents avec des particules de taille finie en régime dense by : Jorge César Brändle de Motta

Download or read book Simulation des écoulements turbulents avec des particules de taille finie en régime dense written by Jorge César Brändle de Motta and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Un grand nombre d'écoulements naturels et industriels mettent en jeu des particules (sédimentation,lit fluidisé, sprays...). Les écoulements chargés en particules sont bien décrits numériquement sous l'hypothèse des particules plus petites que toutes les échelles de l'écoulement. Cette thèse consiste à simuler numériquement une turbulence homogène et isotrope soutenue chargée en particules dont la taille est supérieure à l'échelle de Kolmogorov. Pour se faire une méthode de simulation a été développée au sein du code Thétis puis validée. L'originalité de cette méthode consiste en l'utilisation d'une approche de pénalisation associée à la viscosité dans la zone solide. Les particules sont transportées de façon lagrangienne. Les principaux résultats concernent trois simulations faisant varier le rapport de densité entre le fluide et le solide. Chaque simulation simule le mouvement de 512particules avec un diamètre 22 fois plus grand que l'échelle spatiale de Kolmogorov remplissant ainsi3% du volume total. La dispersion des particules est étudiée et montre des comportements comparables à ceux observés pour des particules ponctuelles. Un intérêt particulier est porté sur le régime collisionnel. On observe que la corrélation des vitesses avec le fluide environnant réduit le nombre de chocs frontaux par rapport au cas théorique de particules d'un gaz dense. L'effet de la prise en compte du fluide visqueux entre les particules (couche de lubrification) lors de la collision a été étudiée. L'écoulement moyen à l'échelle des particules est aussi analysé, mettant en évidence l'existence d'une couche de dissipation autour des particules.

Simulations de grandes échelles turbulentes en écoulement hors-équilibre

Author : Ignace Befeno
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : pages
Book Rating : 4.:/5 (492 download)

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Book Synopsis Simulations de grandes échelles turbulentes en écoulement hors-équilibre by : Ignace Befeno

Download or read book Simulations de grandes échelles turbulentes en écoulement hors-équilibre written by Ignace Befeno and published by . This book was released on 2006 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le cadre des simulations de grandes structures, un nouveau modèle de sous- maille, à viscosité de turbulence, avec deux équations de transport a été développé. L'échelle caractéristique de vitesse de la viscosité de turbulence est évaluée par l'énergie cinétique de turbulence du champ implicite donnée par une première équation de transport. Quant à l'échelle de longueur, elle n'est plus unique, donnée par la taille de la grille du calcul, mais est estimée de manière dynamique par une deuxième équation d'évolution, celle pour la dissipation de l'énergie cinétique de turbulence de sous-maille. Ainsi, le modèle de sous-maille à deux équations se propose de répondre au problème posé par les situations de déséquilibre où la correspondance entre échelle de sous-maille et échelle de dissipation n'est plus justifiée. Ce qui implique que l'hypothèse d'une échelle de longueur de viscosité de turbulence déterminée par la seule largeur du filtre n'est plus réaliste.Dans ce mémoire, le modèle à deux équations est appliqué dans le cas d'un écoulement en non-équilibre spectral produit par la rencontre entre deux écoulements d'échelles différentes : la couche de mélange non cisaillée. Les résultats sont comparés aux données expérimentales de Veeravalli et Warhaft. Pour traiter ce cas, une nouvelle méthode de génération d'un champ analytique homogène, anisotrope a été mise au point pour créer des conditions d'entrée proches de l'expérience. Cette méthode a été validée au préalable dans le cas d'un écoulement de canal plan stationnaire.

MODELES SOUS-MAILLES ET SCHEMAS MULTI-NIVEAUX. APPLICATION A LA SIMULATION DES GRANDES ECHELLES D'ECOULEMENTS TURBULENTS

Author : François Bouchon
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 180 pages
Book Rating : 4.:/5 (49 download)

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Book Synopsis MODELES SOUS-MAILLES ET SCHEMAS MULTI-NIVEAUX. APPLICATION A LA SIMULATION DES GRANDES ECHELLES D'ECOULEMENTS TURBULENTS by : François Bouchon

Download or read book MODELES SOUS-MAILLES ET SCHEMAS MULTI-NIVEAUX. APPLICATION A LA SIMULATION DES GRANDES ECHELLES D'ECOULEMENTS TURBULENTS written by François Bouchon and published by . This book was released on 1999 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE SE PROPOSE D'ETUDIER L'UTILISATION DE METHODES SPECTRALES MULTI-NIVEAUX DANS LE CADRE DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS TURBULENTS INCOMPRESSIBLES 3D. APRES AVOIR PRESENTE DES GENERALITES SUR LES METHODES SPECTRALES ET JUSTIFIE LEUR UTILISATION DANS LE CONTEXTE DE LA TURBULENCE, ON DECRIT LA PHYSIQUE DES ECOULEMENTS ETUDIES. LES ECOULEMENTS PERIODIQUES ET LE PROBLEME DE L'ECOULEMENT DANS UN CANAL SONT DETAILLES, AINSI QUE LES ENJEUX ET LES OBJECTIFS DES SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES (DNS : DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS) ET DES SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES (LES : LARGE EDDY SIMULATION). POUR CE DERNIER TYPE DE SIMULATION, ON EXPOSE QUELQUES MODELES DEVELOPPES CES DERNIERES ANNEES, DONT CERTAINS NOUS SERVIRONT DE TESTS DE REFERENCE PAR LA SUITE. NOUS PRESENTONS ENSUITE QUELQUES RESULTATS MATHEMATIQUES SUR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES, CONCERNANT LE POINT DE VUE DES SYSTEMES DYNAMIQUES, QUI JUSTIFIENT L'EMPLOI DE METHODES MULTI-NIVEAUX. ENFIN, ON PROPOSE DEUX APPLICATIONS UTILISANT CES IDEES. LA PREMIERE EST UN MODELE DE SIMULATION DES GRANDES ECHELLES DANS LE CONTEXTE PERIODIQUE. ON PRESENTE LES DIFFERENTES ETAPES QUI NOUS ONT CONDUITS A L'ELABORATION DE CE MODELE, ET PRINCIPALEMENT L'ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE LES DIFFERENTES ECHELLES EN TURBULENCE HOMOGENE. DES RESULTATS NUMERIQUES VALIDENT FINALEMENT CE MODELE ; TOUTES LES QUANTITES STATISTIQUES LIEES AUX GRANDES ECHELLES ETANT RETROUVEES AVEC UNE PRECISION AU MOINS EQUIVALENTE A CELLE OBTENUE AVEC LES MODELES DYNAMIQUES. CES RESULTATS NUMERIQUES CONCERNENT DIFFERENTS TYPES D'ECOULEMENTS PERIODIQUES : ECOULEMENTS PERIODIQUES FORCES, ECOULEMENTS D'EULER ET TURBULENCE DECROISSANTE. ENFIN, ON PROPOSE UNE DEUXIEME APPLICATION DES METHODES MULTI-NIVEAUX, DANS LE CONTEXTE NON-PERIODIQUE. DANS UN PREMIER TEMPS, ON PRESENTE LES RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS DANS LE CADRE DE L'EQUATION DE BURGERS 1D, AVANT DE CONCLURE EN DETAILLANT L'IMPLEMENTATION DANS LA DIRECTION NORMALE AUX PAROIS DU CANAL 3D.