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Etude Dun Modele De Boltzmann Sur Reseau Pour La Simulation Assistee Par Ordinateur Des Fluides A Plusieurs Phases Immiscibles
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Book Synopsis Étude d'un modèle de Boltzmann sur réseau pour la simulation assistée par ordinateur des fluides à plusieurs phases immiscibles by : Sébastien Leclaire
Download or read book Étude d'un modèle de Boltzmann sur réseau pour la simulation assistée par ordinateur des fluides à plusieurs phases immiscibles written by Sébastien Leclaire and published by . This book was released on 2013 with total page 155 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Impact de gouttelette et changement de phase par la méthode de Boltzmann sur réseau by : Sami Ammar
Download or read book Impact de gouttelette et changement de phase par la méthode de Boltzmann sur réseau written by Sami Ammar and published by . This book was released on 2017 with total page 164 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les écoulements multiphasiques avec changement de phase et transfert de chaleur interviennent dans de nombreuses applications industrielles et processus naturels. Malgré le développement rapide des outils numériques, la simulation numérique d'écoulements fluides à plusieurs phases immiscibles demeure un défi en raison de la difficulté inhérente à suivre les interfaces. Habituellement, pour résoudre ce type d'écoulement, des méthodes numériques basées sur les équations de Navier Stokes couplées à des méthodes lagrangiennes ou eulériennes sont utilisées. Cependant, ces dernières décennies, la méthode Boltzamnn sur réseau est apparue comme une méthode prometteuse pour simuler les écoulements à géométrie complexe et à plusieurs phases. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est de développer un modèle multiphasique 3D basé sur la méthode de Boltzmann sur réseau capable d'étudier l'impact d'une gouttelette sur une surface et de traiter les changements de phase. Pour ce faire, le modèle pseudo-potentiel de Shan & Chen pour la simulation d'écoulement à plusieurs phases et plusieurs composants est utilisé comme point de départ. Cette recherche doctorale est organisée autour de trois thèmes afin de mettre en évidence les contributions. Des cas tests sont réalisés afin de valider les améliorations apportées au modèle et des applications physiques sont proposées. Le premier thème apporte une amélioration au modèle pseudo-potentiel en découplant la tension de surface et la densité. Le tenseur de pression du modèle 3D est modifié pour permettre un ajustement de la tension de surface tout en préservant la consistance thermodynamique. Dans ce thème, l'étude de l'impact d'une gouttelette sur une surface sèche et mouillée est analysée. Le thème 2 généralise la méthode de modification du tenseur de pression aux cas d'écoulements à plusieurs composants, dont la viscosité des fluides est différente. Il permet de simuler des écoulements à ratios de densité et de viscosité élevés. Enfin, le thème 3 ajoute les effets thermiques au modèle multiphasique à plusieurs composants. Le changement de phase et les échanges de chaleur entre composants sont étudiés. Pour chacun des thèmes, un article scientifique a été rédigé et soumis à un journal.
Book Synopsis Vers un modèle multiphases et multicomposants (MPMC) de type Lattice Boltzmann Method (LBM) pour la simulation dynamique d'un fluide cyogénique dans l'eau by : Nicolas Maquignon
Download or read book Vers un modèle multiphases et multicomposants (MPMC) de type Lattice Boltzmann Method (LBM) pour la simulation dynamique d'un fluide cyogénique dans l'eau written by Nicolas Maquignon and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Au cours de cette thèse, un modèle LBM MPMC avec échanges thermiques est développé. Des tests d'assimilation de données et des mesures par flot optique sont réalisés en vue d'une validation. Le cadre d'application de cette thèse est celui du mélange d'un fluide cryogénique avec l'eau. Dans une première partie, un travail bibliographique rappelant l'équation de Boltzmann, ses diverses hypothèses et simplifications, ainsi que l'aspect algorithmique de la LBM sont exposés. Une comparaison entre opérateur de collision SRT et MRT est réalisée, et une simulation de phénomènes turbulents à différents nombres de Reynolds est étudiée, notamment avec le benchmark de l'instabilité de Von Karman. Dans une seconde partie, le modèle MPMC de Shan & Cehn est rappelé puis étendu au cas où les échanges thermiques entre composants sont présents. Des validations quantitatives sont faites, notamment avec le benchmark du fluide de Couette à deux phases ou à deux composants, du test de cohérence vis-à-vis de la loi de Laplace, ou encore par rapport à un benchmark faisant intervenir la conduction thermique. Des tests qualitatifs de condensation en milieu multicomposants sont proposés pour valider l'aspect des échanges thermiques entre composants en présence d'une transition de phase. Dans la troisième partie de cette thèse, une méthode de validation par assimilation de données est introduite, avec le filtrage de Kalman d'ensemble. Un test d'estimation d'état d'un fluide di-phasique est réalisé, et la compatibilité du filtrage de Kalman d'ensemble par rapport au modèle LBMMPMC est évaluée. Pour la validation du comportement du modèle d'un point de vue de la présence de deux composants, un fluide de substitution (non-cryogénique) au GNL, le butane, a été choisi pour permettre des observations dans des conditions expérimentales accessibles. Puis, une plateforme expérimentale d'injection de butane liquide dans une colonne d'eau sous pression est présentée. Des images d'ombroscopie issues d'expériences de remontée de butane liquide dans de l'eau sont exposées et un algorithme de calcul de flot optique est appliqué à ces images. Une évaluation qualitative des champs de vitesses obtenus par application de cet algorithme est réalisée.
Book Synopsis Extension et analyse des schémas de Boltzmann sur réseau by : Tony Février
Download or read book Extension et analyse des schémas de Boltzmann sur réseau written by Tony Février and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse introduit et étudie une nouvelle classe de schémas de Boltzmann sur réseau appelés schémas à vitesse relative. Les schémas de Boltzmann sur réseau visent à approcher des problèmes de nature macroscopique en mimant la dynamique microscopique d'équations cinétiques du type Boltzmann. L'algorithme calcule des distributions de particules évoluant au travers de deux phases de transport et de relaxation, les particules se déplaçant en les noeuds d'un réseau cartésien en espace. Les schémas de Boltzmann à plusieurs temps de relaxation (ou schéma MRT de d'Humières), dont la relaxation im- plique un ensemble de moments combinaison linéaire polynomiale des distributions, constituent le cadre initial de la thèse. Les schémas à vitesse relative sont une extension de ces schémas de d'Humières. Ils sont inspirés du schéma cascade de Geier apportant davantage de stabilité que les schémas de d'Hu- mières pour des régimes peu visqueux des équations de Navier-Stokes. La différence avec ces schémas se situe au niveau de la relaxation : elle utilise un ensemble de moments relatifs à un paramètre champ de vitesse fonction du temps et de l'espace. Cette différence se matérialise par une matrice de tran- sition des moments fixes (les schémas de d'Humières correspondent à un paramètre champ de vitesse nul) aux moments mobiles. La structure algébrique de cette matrice est étudiée. Le schéma cascade est ensuite traduit comme un schéma à vitesse relative pour un nouvel ensemble de polynômes définissant les moments. L'étude de la consistance des schémas à vitesse relative par la méthode des équations équivalentes est un point central de la thèse. Les équations limites pour un nombre arbitraire de dimen- sions et de vitesses sont dérivées et illustrées sur des exemples tels que le D2Q9 pour les équations de Navier-Stokes. Ces équations équivalentes sont également un outil pour prédire la stabilité des schémas grâce à l'analyse des termes de diffusion et dispersion. La dernière partie traite de la stabilité suivant le choix du paramètre champ de vitesse. Nous sommes particulièrement intéressés en les deux choix de paramètre nul (d'Humières) et la vitesse du fluide (cascade). Le schéma D2Q9 pour les équations de Navier-Stokes est étudié numériquement par une méthode de Von Neumann puis appuyé sur des cas tests non linéaires. La stabilité des schémas relatifs à la vitesse du fluide est dépendante du choix des polynômes définissant les moments. L'amélioration la plus notable se produit si les polynômes du schéma cascade sont choisis. Nous étudions enfin les stabilités théorique et numérique d'un schéma bidimensionnel minimal. Le contexte physique est la simulation d'une équation d'advection diffusion linéaire. Le choix de la vitesse d'advection comme paramètre champ de vitesse annule certains termes de dispersion des équations équivalentes contrairement aux schémas de d'Humières. Ceci se traduit par un meilleur comportement en termes de stabilité pour de grandes vitesses, appuyé théoriquement à l'aide d'une notion de stabilité à poids.
Book Synopsis Développement d'un algorithme de simulation en dynamique des fluides basé sur la méthode de Boltzmann sur réseau by : Jérôme Guiet
Download or read book Développement d'un algorithme de simulation en dynamique des fluides basé sur la méthode de Boltzmann sur réseau written by Jérôme Guiet and published by . This book was released on 2009 with total page 141 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Simulation d'un gaz parfait et d'un fluide de van der Waals par la méthode de Boltzmann sur réseau by : Nicolas Piché
Download or read book Simulation d'un gaz parfait et d'un fluide de van der Waals par la méthode de Boltzmann sur réseau written by Nicolas Piché and published by . This book was released on 2001 with total page 158 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis FLUIDES VISCO-ELASTIQUES PAR LA METHODE DE BOLTZMANN SUR RESEAU by : Laurent Giraud
Download or read book FLUIDES VISCO-ELASTIQUES PAR LA METHODE DE BOLTZMANN SUR RESEAU written by Laurent Giraud and published by . This book was released on 1997 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS CETTE THESE, NOUS PRESENTONS, DANS UN PREMIER TEMPS, LA METHODE DE BOLTZMANN SUR RESEAU COMME UNE METHODE DE RELAXATION DE POPULATIONS DE PARTICULES VERS UN ETAT D'EQUILIBRE. PUIS, DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS ETUDIONS L'IMPACT DES TEMPS DE RELAXATION DE CES POPULATIONS SUR L'INTRODUCTION DE CONDITIONS AUX LIMITES SIMULANT DES PAROIS SOLIDES. NOUS EN DEDUISONS UNE LOI PERMETTANT DE CHOISIR CES TEMPS DE RELAXATION POUR QUE LA POSITION EFFECTIVE DES PAROIS N'EN DEPENDE PLUS. ENSUITE, EN DOUBLANT LE NOMBRE DE MOMENTS NECESSAIRES A L'INTRODUCTION D'EFFETS VISQUEUX ET EN LEUR DONNANT DES TEMPS DE RELAXATION TRES LONG, NOUS CONSTRUISONS DEUX MODELES ISOTROPES PERMETTANT DE SIMULER DES FLUIDES VISCOELASTIQUES DE TYPE JEFFREYS. DE NOMBREUSES SIMULATIONS NUMERIQUES ONT PERMIS DE VALIDER CE TYPE DE COMPORTEMENT. ENFIN, DANS UNE DERNIERE PARTIE, NOUS INTRODUISONS UNE VARIANTE DU DEVELOPPEMENT DE CHAPMAN-ENSKOG. ELLE NOUS PERMET D'EXHIBER UNE EQUATION DE COMPORTEMENT DE NOTRE FLUIDE. CELLE-CI S'AVERE ETRE, D'AILLEURS, TRES PROCHE DE CELLE D'UN FLUIDE VISCO-ELASTIQUE DE TYPE JEFFREYS. NOUS DONNONS, EN OUTRE, DES AXES DE RECHERCHE POUR INTRODUIRE DES DERIVEES CONVECTIVES, AINSI QUE POUR INTRODUIRE DES EFFETS DE VISCOSITE VARIANT AVEC LE CISAILLEMENT.
Book Synopsis Accelerated Lattice Boltzmann Model for Colloidal Suspensions by : Hassan Farhat
Download or read book Accelerated Lattice Boltzmann Model for Colloidal Suspensions written by Hassan Farhat and published by Springer. This book was released on 2014-04-12 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Colloids are ubiquitous in the food, medical, cosmetics, polymers, water purification, and pharmaceutical industries. The thermal, mechanical, and storage properties of colloids are highly dependent on their interface morphology and their rheological behavior. Numerical methods provide a convenient and reliable tool for the study of colloids. Accelerated Lattice Boltzmann Model for Colloidal Suspensions introduce the main building-blocks for an improved lattice Boltzmann–based numerical tool designed for the study of colloidal rheology and interface morphology. This book also covers the migrating multi-block used to simulate single component, multi-component, multiphase, and single component multiphase flows and their validation by experimental, numerical, and analytical solutions. Among other topics discussed are the hybrid lattice Boltzmann method (LBM) for surfactant-covered droplets; biological suspensions such as blood; used in conjunction with the suppression of coalescence for investigating the rheology of colloids and microvasculature blood flow. The presented LBM model provides a flexible numerical platform consisting of various modules that could be used separately or in combination for the study of a variety of colloids and biological flow deformation problems.
Book Synopsis Flexoelectricity in Liquid Crystals by : Agnes Buka
Download or read book Flexoelectricity in Liquid Crystals written by Agnes Buka and published by World Scientific. This book was released on 2013 with total page 299 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Book Synopsis Nonlinear Optical Materials by : Jerome V. Moloney
Download or read book Nonlinear Optical Materials written by Jerome V. Moloney and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 1998-08-13 with total page 270 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Mathematical methods play a significant role in the rapidly growing field of nonlinear optical materials. This volume discusses a number of successful or promising contributions. The overall theme of this volume is twofold: (1) the challenges faced in computing and optimizing nonlinear optical material properties; and (2) the exploitation of these properties in important areas of application. These include the design of optical amplifiers and lasers, as well as novel optical switches. Research topics in this volume include how to exploit the magnetooptic effect, how to work with the nonlinear optical response of materials, how to predict laser-induced breakdown in efficient optical devices, and how to handle electron cloud distortion in femtosecond processes.
Book Synopsis Physical Properties of Amorphous Materials by : David Adler
Download or read book Physical Properties of Amorphous Materials written by David Adler and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2013-06-29 with total page 448 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The Institute for Amorphous Studies was founded in 1982 as the international center for the investigation of amorphous mate rials. It has since played an important role in promoting the und er standing of disordered matter in general. An Institute lecture series on "Fundamentals of Amorphous Materials and Devices" was held during 1982-83 with distinguished speakers from universities and industry. These events were free and open to the public ,and were attended by many representatives of the scientific community. The lectures themselves were highly successful inasmuch as they provided not only formal instruction but also an opportunity for vigorous and stimulating debate. That last element could not be captured within the pages of a book I but the lectures concentrated on the latest advances in the field I which is why their essential contents are he re reproduced in collective form. Together they constitute an interdisciplinary status report of the field. The speakers brought many different viewpoints and a variety of back ground experiences io bear on the problems involved I but though language and conventions vary I the essential unity of the concerns is very clear I as indeed are the ultimate benefits of the many-sided approach.
