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Simulation Numerique Des Procedes Thermomecaniques Dans Une Approche Couplant Les Ecoulements Du Fluide Avec Les Deformations Du Solide
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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 Simulation Numérique En Mécanique Des Fluides. Principes De Base Et Mise En Oeuvre De La Méthode Des Volumes Finis En Cfd by : Philippe Traoré
Download or read book Simulation Numérique En Mécanique Des Fluides. Principes De Base Et Mise En Oeuvre De La Méthode Des Volumes Finis En Cfd written by Philippe Traoré and published by Éditions Cépaduès. This book was released on 2020-01-31 with total page 16 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’objectif de cet ouvrage est de décrire les fondements théoriques de la méthode des volumes finis qui est aujourd’hui reconnue, à bien des égards, comme étant la méthode de choix pour la simulation numérique en mécanique des fluides. En effet, elle est intensivement utilisée dans la plupart des codes de calcul commerciaux ou «open source» qui traitent les problèmes de mécanique des fluides, de transferts thermiques ou de transport d’espèces. Cet ouvrage s’adresse principalement aux étudiants de master ou d’écoles d’ingénieurs qui souhaitent s’initier aux principes de la simulation numérique en mécanique des fluides basée sur la méthode des volumes finis. Après une introduction sur l’essor et les enjeux de la simulation numérique en mécanique des fluides, les équations de conservation en mécanique des fluides sont rappelées. L’ouvrage introduit ensuite les concepts de base de la méthode des volumes finis et aborde la notion de maillage (maillage structuré, multibloc, non-structuré, conforme,...) et de métriques, nécessaires à la discrétisation des équations. L’équation de transport d’une quantité scalaire est utilisée comme équation modèle et la discrétisation de chacun de ses termes (terme temporel, terme diffusif, terme convectif et terme source ou puits) est détaillée. Une attention particulière est portée sur les notions fondamentales comme l’ordre de précision et la stabilité des schémas numériques, la convergence, la diffusion et la dispersion numérique ainsi que sur les notions de conservativité, de transportivité et de bornement. La discrétisation des équations de Navier-Stokes incompressibles en variables primitives est ensuite détaillée. L’algorithme de couplage vitesse-pression SIMPLE et son implémentation sont abordés. Un chapitre spécifique est consacré à l’implémentation des différents types de conditions aux limites. La résolution des systèmes algébriques matriciels linéaires qui est une composante fondamentale lorsque l’on aborde la résolution numérique d’équations aux dérivées partielles est discutée. Différentes méthodes directes ou itératives sont décrites. Cet ouvrage, résolument axé sur la mise en œuvre pratique de la méthode des volumes finis est une introduction très didactique qui ouvrira le lecteur à des concepts plus avancés développés dans un autre ouvrage
Book Synopsis Simulation numérique d'écoulements multi-fluides sur grille de calcul by : Olivier Basset
Download or read book Simulation numérique d'écoulements multi-fluides sur grille de calcul written by Olivier Basset and published by . This book was released on 2006 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur le développement de méthodes numériques pour le calcul d’écoulements incompressibles multi-fluides sur grille de calcul, s’inscrivant ainsi dans le cadre du projet MecaGrid.Une étude de la grille MecaGrid met en évidence son caractère hétérogène et ses conséquences. Plusieurs techniques d’optimisation sont présentées afin d’améliorer son utilisation : répartir la masse de calcul de façon adaptée, et privilégier le travail des processeurs vis-à-vis des communications réseaux pénalisantes.Des méthodes numériques sur maillage non structuré composé de tétraèdres sont choisies pour réaliser la simulation directe d’écoulements multi-fluides avec capture d’interface. Nous adoptons une approche unique qui rappelle celle du Multiscale, dans laquelle la condensation d’une fonction Bulle pyramidale est utilisée comme technique universelle de stabilisation.Les équations de Navier-Stokes incompressible sont résolues par une méthode éléments finis mixtes à interpolation P1+/P1. Un schéma temporel d’Euler implicite est appliqué, en association avec un algorithme de Newton pour linéariser le problème.Les interfaces sont capturées par une technique Level Set à interpolation continue P1 qui consiste à résoudre une équation de transport stabilisée par la condensation d’une Bulle (Residual-Free Bubbles). Le couplage avec une équation d’Hamilton-Jacobi permet de réinitialiser la fonction Level Set au court de son transport. La comparaison avec une méthode Galerkin discontinue proche du Volume of Fluid montre que le Level Set se distingue par sa simplicité et l’absence de diffusion numérique.Enfin, les simulations numériques sont validées par plusieurs cas test reconnus.
Book Synopsis SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES A FORMULATION INTEGRALE, PAR LA METHODE DES TUBES DE COURANT by : YVES.. BEREAUX
Download or read book SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES A FORMULATION INTEGRALE, PAR LA METHODE DES TUBES DE COURANT written by YVES.. BEREAUX and published by . This book was released on 1996 with total page 352 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA METHODE DES TUBES DE COURANT EST BIEN ADAPTEE A LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES, NOTAMMENT LES FLUIDES DECRITS PAR DES LOIS DE COMPORTEMENT INTEGRALES, REPRESENTATIVES DES POLYMERES FONDUS OU EN SOLUTIONS. L'HYPOTHESE FONDAMENTALE EST DE POSER COMME INCONNUE L'EXISTENCE D'UNE FONCTION DE TRANSFORMATION F, QUI FAIT PASSER DU DOMAINE PHYSIQUE A UN DOMAINE TRANSFORME SIMPLE OU LES LIGNES DE COURANT SONT RECTILIGNES ET PARALLELES. DANS LE CADRE DE CETTE METHODE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN CODE DE CALCUL PRENANT EN COMPTE LES LOIS DE COMPORTEMENT INTEGRALES CODEFORMATIONNELLES. PLUSIEURS POINTS CLES ONT ETE RESOLUS: 1) UN CALCUL SIMPLE ET PRECIS DU TENSEUR DES CONTRAINTES VISCOELASTIQUES LE LONG DES LIGNES DE COURANT TRANSFORMEES EST EFFECTUE, SANS L'OBSTACLE DU PROBLEME DE SUIVI DE LA PARTICULE, A L'AIDE D'UNE FORME EXPLICITE DU TENSEUR DES DEFORMATIONS ET D'UNE INTEGRATION DE GAUSS-LAGUERRE. 2) L'INTERPOLATION PRECISE DE LA FONCTION DE TRANSFORMATION F ET DE SES DERIVEES PARTIELLES EST ASSUREE GRACE A UN ELEMENT D'HERMITE SPECIFIQUE. 3) LE SYSTEME D'EQUATIONS NON LINEAIRES RESULTANT EST RESOLU PAR UN ALGORITHME D'OPTIMISATION DE TYPE REGION DE CONFIANCE, APPLIQUE AUX PROBLEMES DE MOINDRES CARRES NON LINEAIRES ET BENEFICIANT D'UNE PROPRIETE DE CONVERGENCE GLOBALE. DANS LE CADRE DES FILIERES AXISYMETRIQUES, DE NOMBREUX CALCULS ONT ETE EFFECTUES, AVEC DES GEOMETRIES CONVERGENTES D'ANGLES 45 OU 90, AVEC DES MODELES DE LA LITTERATURE OU SPECIFIQUES PERMETTANT DES COMPARAISONS AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX SUR LES PERTES DE CHARGE TOTALES ET D'ENTREE. LA PREMIERE LIGNE DE COURANT CALCULEE MONTRE L'IMPORTANCE DE LA ZONE DE RECIRCULATION ET LES EFFETS DE SINGULARITES SUR LES CONTRAINTES. LA FORMULATION A ETE ETENDUE AUX ECOULEMENTS VERITABLEMENT TRIDIMENSIONNELS
Book Synopsis Développement d'une approche de simulation numérique directe de l'ébullition en paroi by : Christophe Duquennoy
Download or read book Développement d'une approche de simulation numérique directe de l'ébullition en paroi written by Christophe Duquennoy and published by . This book was released on 2000 with total page 263 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Pour réaliser une simulation numérique directe des écoulements diphasiques avec changement de phase, il faut pouvoir localiser à tout instant la position de l'interface liquide-vapeur. De plus, il est nécessaire de décrire précisément les transferts de masse et de chaleur qui apparaissent à l'interface. Dans ce travail, nous développons un modèle numérique dédié à ce type d'écoulements. Ce modèle repose sur une méthode de suivi d'interface culérienne qui consiste à suivre le déplacement de l'interface par rapport à une grille fixe. Une des limitations de ce type de méthodes est qu'elles introduisent un épaississement numérique artificiel de l'interface qui rend peu claire la physique régissant l'écoulement au sein de cette zone interfaciale. Afin de clarifier cette physique, nous proposons une mise en équation basée sur une sommation et un filtrage des équations locales instantanées dans les deux phases. Ceci nous permet de mettre en évidence un certain nombre d'hypothèses implicitement faites par la majorité des méthodes culériennes. Nous proposons, par ailleurs, une modélisation physique des termes sources qui apparaissent dans ces équations et un algorithme pour les résoudre. Des simulations sont réalisées à partir de ce modèle numérique et permettent de démontrer son aptitude à traiter des problèmes avec ou sans changement de phase. Le modèle est, par ailleurs, complété pour pouvoir prendre en compte l'interaction entre une paroi solide et l'interface liquide-gaz. Ce modèle de déplacement de la ligne triple est validé qualitativement dans des cas sans changement de phase et donne des résultats en bon accord avec l'expérience. Notre modèle est finalement appliqué à la simulation de la croissance d'une bulle sur une paroi chauffée. Les résultats obtenus montrent que le modèle développé dans le cadre de ce travail constitue un outil performant pour l'étude des mécanismes locaux de l'ébullition en paroi.
Book Synopsis CONTRIBUTION A LA SIMULATION NUMERIQUE DU COUPLAGE THERMOMECANIQUE EN GRANDES DEFORMATIONS by : BERTRAND.. NGUEGANG
Download or read book CONTRIBUTION A LA SIMULATION NUMERIQUE DU COUPLAGE THERMOMECANIQUE EN GRANDES DEFORMATIONS written by BERTRAND.. NGUEGANG and published by . This book was released on 1996 with total page 189 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE TRAVAIL DECRIT DANS LE PRESENT MEMOIRE A POUR BUT L'ETUDE PRECISE DU COUPLAGE THERMOMECANIQUE POUR LES PROBLEMES A COMPORTEMENT MATERIEL DE TYPE DISSIPATIF (ELASTOPLASTICITE, ELASTOVISCOPLASTICITE, COMPORTEMENT RIGIDE VISCOPLASTIQUE). NOUS NOUS SOMMES DONC INTERESSES A LA MODELISATION, PUIS A LA SIMULATION NUMERIQUE DE PROBLEMES ANISOTHERMES REGIS PAR LES EQUATIONS D'EQUILIBRE MECANIQUE, L'EQUATION DE LA CHALEUR ET LES EQUATIONS CONSTITUTIVES THERMOMECANIQUES ET THERMIQUES. LES PROBLEMES ANALYSES SONT NON-STATIONNAIRES ET INCLUENT DES CHARGEMENTS QUASISTATIQUES. LES EFFETS CONVECTIFS NE SONT PAS PRIS EN COMPTE NI DANS L'EQUATION DE LA CHALEUR NI DANS LES EQUATIONS DE MOUVEMENT. LE PROBLEME DE COUPLAGE THERMOMECANIQUE, POUR DES STRUCTURES 2D EST DISCRETISE, D'UNE PART SPATIALEMENT PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, ET D'AUTRE PART TEMPORELLEMENT PAR LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES. POUR EVITER LES INCONVENIENTS NUMERIQUES INHERENTS AUX METHODES DE COUPLAGE FORT, DEUX METHODES SEQUENTIELLES QUI CONSISTENT A DECOUPLER ITERATIVEMENT LES PROBLEMES MECANIQUE ET THERMIQUE POUR LES RESOUDRE DANS UN ORDRE DONNE SONT PROPOSEES ET ETUDIEES EN DETAIL DANS LE CADRE DU PROBLEME POSE: IL S'AGIT DE LA METHODE SEQUENTIELLE ISOTHERME ET DE LA METHODE SEQUENTIELLE ISENTROPIQUE. CES DEUX METHODES DECOUPLENT LE PROBLEME COUPLE INITIAL EN DEUX SOUS PROBLEMES: ? L'UN PUREMENT MECANIQUE, ISOTHERME POUR LA PREMIERE ET ISENTROPIQUE POUR LA SECONDE, DONT LA SOLUTION FOURNIT UNE CONFIGURATION D'EQUILIBRE DONNEE. ? L'AUTRE PUREMENT THERMIQUE, DEFINI SUR LA CONFIGURATION D'EQUILIBRE DU PROBLEME MECANIQUE SUPPOSEE FIXE. APRES LA VALIDATION DES DEUX ALGORITHMES PAR DE NOMBREUX EXEMPLES ACADEMIQUES, ILS SONT UTILISES POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ESSAIS THERMOMECANIQUES REPRODUISANT DES SITUATIONS RENCONTREES DANS DES PROCEDES DE MISE EN FORME DE PIECES MASSIVES. LES RESULTATS OBTENUS SONT SATISFAISANTS
Book Synopsis Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques par une approche bifluide à deux pressions by : Vincent Guillemaud
Download or read book Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques par une approche bifluide à deux pressions written by Vincent Guillemaud and published by . This book was released on 2007 with total page 263 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce mémoire de thèse, on s'intéresse à la simulation des écoulements liquidevapeur en transition de phase. Pour décrire ces écoulements, une approche bifluide moyennée à deux pressions indépendantes est retenue. Cette description du mélange liquide-vapeur s'appuie sur le modèle à sept équations de Baer et Nunziato. On étudie les aptitudes de cette modélisation à simuler les transitions de phase apparaissant en ingénierie nucléaire. Dans un premier temps, on élabore un cadre thermodynamique théorique pour décrire les écoulements liquide-vapeur. Dans ce cadre, on réalise la fermeture du modèle de Baer et Nunziato. De nouvelles modélisations sont proposées pour les termes d'interaction entre les phases. Ces nouvelles modélisations dotent le modèle bifluide à deux pressions d'une inégalité d'entropie. On étudie ensuite les propriétés mathématiques de ce modèle. Sa partie convective hyperbolique se présente sous une forme non-conservative. On étudie tout d'abord la définition de ses solutions faibles. Divers régimes d'écoulement sont alors mis à jour pour le mélange diphasique. Ces différents régimes d'écoulement présentent des analogies avec le comportement fluvial et torrentiel des écoulements en rivière. Les stabilités linéaire et non-linéaire de l'équilibre liquidevapeur sont ensuite établies. Pour affiner notre description des interactions diphasiques, on étudie pour finir l'implémentation d'un modèle de turbulence, ainsi que l'implémentation d'une procédure de reconstruction pour la densité d'aire interfaciale. On s'intéresse ensuite à la simulation de ce modèle. Suivant une approche à pas fractionnaires, une méthode numérique est élaborée dans un formalisme Volumes Finis. Pour réaliser l'approximation de la partie convective, diverses adaptations non-conservatives de solveurs de Riemann standard sont tout d'abord proposées. A l'inverse du cadre non-conservatif classique, l'ensemble de ces schémas converge vers une unique solution. Un nouveau schéma de relaxation est ensuite proposé pour approcher la dynamique des transferts interfaciaux. L'ensemble de la méthode numérique se caractérise alors par la préservation des équilibres liquide-vapeur. Dans un premier temps, cette méthode numérique est employée à la comparaison des différentes modélisations bifluides à une et deux pressions. On l'applique ensuite à la simulation des écoulements liquide-vapeur dans les circuits hydrauliques des réacteurs à eau sous pression en configuration accidentelle.
Book Synopsis Analyse et simulation des problèmes de réaction-diffusion avec hydrodynamique by : Karam Allali
Download or read book Analyse et simulation des problèmes de réaction-diffusion avec hydrodynamique written by Karam Allali and published by . This book was released on 2000 with total page 272 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'analyse et aux simulations numériques des problèmes de réaction-diffusion avec l'hydrodynamique. Dans le chapitre 1, on étudie numériquement dans un domaine borné de IRd le problème d'évolution où le système de réaction-diffusion est couplé avec les équations de Navier-Stokes dans l'approximation de Boussinesq. Ce chapitre contient deux parties : dans la première, nous avons démontrer sous certaines conditions adéquates le résultat d'unicité de la solution du problème continu. Ensuite, nous avons établis quelques estimations d'erreurs a priori en espace sur la vitesse, pression, température et concentration. Dans la deuxième partie de ce chapitre, une discrétisation complète d'espace-temps est considérée. La stabilité du schéma est étudiée et des estimations d'erreur a priori sont obtenues à la fois pour la vitesse, pression, température et concentration. Dans le chapitre 2 on étudie le problème stationnaire. On s'intéresse à l'écoulement d'un fluide visqueux incompressible régi par les équations de Navier-Stokes, lorsqu'elles sont couplées avec l'équation de la chaleur non linéaire. On démontre des résultats d'existence et d'unicité pour le problème continu, le problème discrétisé avec une méthode d'éléments finis mixtes et une intégration numérique sont considérés, puis on effectue l'analyse numérique de son approximation. On démontre des majorations d'erreurs à la fois sur la vitesse, la pression et la température. En conclusion, on propose un estimateur d'erreur a posteriori efficace. Dans le chapitre 3, on s'intéresse à l'instabilité convective des fronts de réaction. On étudie le phénomène de la polymérisation frontale dans le cas où le réactif est liquide et le produit de la réaction est solide. L'influence des vibrations sur l'instabilité convective du front est étudiée. Le modèle inclut l'équation de la chaleur, l'équation pour la concentration et les équations de Navier-Stokes considérées sous l'approximation de Boussinesq. Pour cela, nous avons utilisés une approche analytique basée sur la méthode de la zone infiniment étroite proposée originellement par Zeldovich et Franck-Kamentsky. Cette approche est justifiée par la méthode des développements asymptotiques raccordés. Les conditions de l'instabilité convective et de l'instabilité paramétrique sont déterminées. Dans le chapitre 4, on étudie la propagation des flammes en phase gazeuse avec une réaction chimique consécutive A-B-C est étudiée. Le modèle inclut l'équation de la chaleur, deux équations pour les fractions massiques, et les équations de Navier-Stokes dans l'approximation de petit nombre de Mach. Les régimes de propagation et la structure de la flamme sont étudiés comprenant les flammes convexes et les flammes de tulipe résultant de l'instabilité hydrodynamique ou de l'instabilité thermo diffusive.
Book Synopsis Simulation numérique de l'ablation liquide by : Lucas Tallois
Download or read book Simulation numérique de l'ablation liquide written by Lucas Tallois and published by . This book was released on 2023 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lors de sa rentrée dans l'atmosphère d'une planète, un engin spatial tel qu'une sonde, par exemple, subit un échauffement important dû au frottement des gaz atmosphériques. Afin de garantir l'intégrité de la structure, l'avant de la capsule qui subit le freinage est recouvert d'un bouclier thermique. La surface de ce bouclier thermique subit une dégradation physico-chimique globalement appelée ablation. La fusion de la partie métallique ainsi que la sublimation de la structure en carbone donnent lieu à un écoulement diphasique complexe.L'écoulement diphasique est résolu par une méthode d'interface diffuse basée sur le modèle à cinq équations en considérant les effets liés à la dissipation visqueuse, la conduction thermique ainsi que la tension de surface. La résolution numérique de la partie fluide est basée sur une décomposition d'opérateurs entre la partie dite « acoustique » regroupant les phénomènes physiques potentiellement présents dans l'écoulement fluide et une partie liée au transport des quantités conservatives. Les grands rapports de densité entre les deux fluides ainsi que les phénomènes physiques pris en compte induisant une contrainte de pas de temps très restrictive, l'étape « acoustique » est résolue avec un schéma temporel implicite par un solveur de Riemann approché tandis que l'étape de « transport » est résolue par un schéma explicite. La diffusion thermique dans le domaine solide est résolue avec un schéma implicite. Les effets liés à la tension de surface sont étudiés sous deux formulations : une forme conservative discrétisée naturellement et une forme non-conservative directement prise en compte dans le solveur de Riemann. Une méthode MUSCL permet d'étendre les schémas numériques à l'ordre deux, et un limiteur compressif est utilisé afin de limiter la diffusion numérique de l'interface liquide/gaz.Les conditions de couplage à l'interface fluide-solide sont déterminées grâce aux bilans de masse et d'énergie. Une formulation ALE des équations permet de suivre le front de fusion avec précision en déformant les maillages. L'extension des méthodes numériques dans les coordonnées cylindrique permet d'étudier des configurations axisymétriques.
Book Synopsis Modélisation d'écoulements incompressibles de fluides non-miscibles by : Stéphane Vincent
Download or read book Modélisation d'écoulements incompressibles de fluides non-miscibles written by Stéphane Vincent and published by . This book was released on 1999 with total page 336 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE D'ECOULEMENTS DIPHASIQUES INCOMPRESSIBLES INSTATIONNAIRES EST ABORDEE POUR DES PROBLEMES DANS LESQUELS DE GRANDS CONTRASTES DE MASSE VOLUMIQUE ET DE VISCOSITE INTERVIENNENT, AINSI QUE LA TENSION SUPERFICIELLE. UN MODELE PHYSIQUE UNIQUE, OU MODELE 1-FLUIDE, EST MIS EN PLACE GLOBALEMENT POUR TOUTES LES PHASES EN PRESENCE. UNE APPROXIMATION NUMERIQUE ORIGINALE DES EQUATIONS DU MOUVEMENT EST REALISEE SUR UN MAILLAGE FIXE PAR UNE METHODE DE LAGRANGIEN AUGMENTE EN FORMULATION VOLUMES FINIS IMPLICITES D'UNE PART, ET PAR DES SCHEMAS D'ORDRE ELEVE, COUPLES A DES LIMITEURS DE FLUX (SCHEMAS TVD) D'AUTRE PART. LA TENSION SUPERFICIELLE EST MODELISEE PAR UNE TECHNIQUE DE FORCES DE SURFACE CONTINUES (CSF). UN COUPLAGE DE L'OUTIL DE SIMULATION DIRECTE AVEC UNE METHODE DE RAFFINEMENT LOCAL DE MAILLAGE AUTOUR DE L'INTERFACE, ADAPTATIVE EN TEMPS ET EN ESPACE, EST DE PLUS PROPOSE POUR ACCEDER A UNE SOLUTION MULTIECHELLES SPATIALES ET POUR OPTIMISER LE TEMPS DE CALCUL ET LA MEMOIRE. LES INTERETS DE LA SIMULATION NUMERIQUE SONT MIS EN AVANT PAR L'ETUDE DE DIFFERENTS PROBLEMES DIPHASIQUES COMPLEXES TELS QUE L'INSTABILITE D'UN JET VISQUEUX A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS, LE DEFERLEMENT D'UNE ONDE DE RUPTURE DE BARRAGE OU L'IMPACT DE GOUTTES SUR DES SUBSTRATS LIQUIDES OU SOLIDES.
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 Modélisation d'écoulements de fluides viscoélastiques par la méthode des volumes finis by : Laurence Meylheuc
Download or read book Modélisation d'écoulements de fluides viscoélastiques par la méthode des volumes finis written by Laurence Meylheuc and published by . This book was released on 1996 with total page 150 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES TRAVAUX PRESENTES DANS CETTE THESE CONCERNENT LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS INCOMPRESSIBLES ET PERMANENTS DE FLUIDES NON NEWTONIENS, NOTAMMENT VISCOELASTIQUES, EN PRESENCE DE FORCES D'INERTIE NON NEGLIGEABLES. LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE L'APPROCHE PROPOSEE RESIDENT DANS LE CHOIX DU PROCEDE ITERATIF ET DE LA METHODE DE DISCRETISATION. NOUS UTILISONS UN ALGORITHME DE TYPE POINT-SELLE OU LA CONDITION D'INCOMPRESSIBILITE EST DEFINIE COMME LA CONTRAINTE EGALITE D'UN PROBLEME DE MINIMISATION. LA METHODE DES VOLUMES FINIS EST DEVELOPPEE POUR DISCRETISER L'ENSEMBLE DES EQUATIONS DU MOUVEMENT ET DE COMPORTEMENT. LES APPLICATIONS DE L'APPROCHE INCLUENT EN PREMIER LIEU L'ECOULEMENT DANS UN CONVERGENT PLAN QUATRE:UN. LA SECONDE ETUDE CONCERNE L'ECOULEMENT DU MODELE VISCOELASTIQUE D'OLDROYD-B AUTOUR D'UN OBSTACLE DE SECTION CARREE PLACE DANS UNE CONDUITE. LES DIFFERENTS CALCULS MENES ONT MIS EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES FORCES D'INERTIE ET DU TAUX D'ELASTICITE SUR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT
Book Synopsis Simulations numériques bi- et tridimensionnelles d'écoulements non-isothermes de fluides anélastiques et viscoélastiques en conduites et dans un système vis-fourreau by : Ahmad Khalifeh
Download or read book Simulations numériques bi- et tridimensionnelles d'écoulements non-isothermes de fluides anélastiques et viscoélastiques en conduites et dans un système vis-fourreau written by Ahmad Khalifeh and published by . This book was released on 2006 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation numérique des écoulements non-isothermes de fluides anélastiques et viscoélastiques s'inscrit dans un cadre pluridisciplinaire relevant de la Rhéologie, de la Mécanique des fluides, de la Thermodynamique, des Mathématiques Appliquées et de la Programmation. Nous considérons ici des simulations numériques bi- et tridimensionnelles non-isothermes utilisant la méthode des Volume Finis dans les géométries de contractions brusques 2D et 3D et dans un système vis-fourreau. Ces configurations sont importantes tant du point de vue fondamental que de celui des applications industrielles (extrusion, injection, ...). Nous faisons varier les paramètres géométriques, conditions aux limites thermiques et rhéologiques (lois de comportement anélastiques et viscoélastiques). Les résultats montrent une forte dépendance de ces paramètres sur les caractéristiques des écoulements.
Book Synopsis Étude du couplage écoulement/mouvement pour des corps solides ou à déformation imposée par résolution des équations de Navier-Stokes by : Alban Leroyer
Download or read book Étude du couplage écoulement/mouvement pour des corps solides ou à déformation imposée par résolution des équations de Navier-Stokes written by Alban Leroyer and published by . This book was released on 2004 with total page 328 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On s'intéresse dans ce travail de thèse à l'ajout de deux phénomènes physiques qui se couplent à la résolution des équations de Navier-Stokes en moyenne de Reynolds. Le premier concerne les mouvements de corps solides ou déformables à déformation imposée. Les différentes méthodes numériques spécifiques pour mener à bien de telles simulations sont exposées : résolution du Principe Fondamental de la Dynamique, stratégies de remaillage, couplage écoulement/mouvement, discrétisation des équations,... Plusieurs applications sont ensuite présentées, principalement dans le domaine hydrodynamique (tenue à la mer, impact sur une surface libre, écoulement autour d'une palette d'aviron). Une application plus orientée vers la biohydrodynamique, intégrée au Projet Interdisciplinaire de Recherche ROBEA, montre une étude mettant en jeu un corps déformable. Ainsi, les premiers calculs tridimensionnels recensés couplant la résolution du Principe Fondamental de la Dynamique avec celle des équations de Navier-Stokes sur un robot-anguille auto-propulsé sont décrits dans ce mémoire. Le second apport en terme de nouveaux phénomènes physiques concerne la modélisation numérique de la cavitation. Cette extension des écoulements multi-phases a consisté à intégrer un modèle de production-destruction de vapeur sans recourir à de lourdes modifications dans le solveur Navier-Stokes. Les premiers résultats ainsi que les dificultés numériques de résolution sont exposés. Pour s'affranchir de ces problèmes numériques, une nouvelle formulation offrant un couplage plus fort entre les différentes variables est finalement proposée
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 d'écoulements de fluides viscoélastiques par éléments finis incompressibles et une méthode de directions alternées by : Pierre Saramito
Download or read book Simulation numérique d'écoulements de fluides viscoélastiques par éléments finis incompressibles et une méthode de directions alternées written by Pierre Saramito and published by . This book was released on 1990 with total page 186 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS CONSIDERONS LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES. DEVELOPPANT UNE APPROXIMATION EN TEMPS PAR LA METHODE DES DIRECTIONS ALTERNEES, NOUS PROPOSONS UN ALGORITHME ENTIEREMENT NOUVEAU PERMETTANT DE DECOUPLER LE CALCUL DES CONTRAINTES DE CELUI DES VITESSES. D'ORDRE DEUX EN TEMPS, CETTE METHODE PERMET DE PLUS LE CALCUL RAPIDE DES SOLUTIONS STATIONNAIRES. L'ELEMENT A DIVERGENCE NULLE DE THOMAS-RAVIART EST UTILISE POUR LES VITESSES, ET CELUI DE LESAINT-RAVIART POUR LES CONTRAINTES. LA METHODE EST APPLIQUEE AU PROBLEME DE L'ECOULEMENT DE FLUIDES DU TYPE OLDROYD DANS UNE CONTRACTION BRUSQUE (PROBLEME DE LA MARCHE)
Book Synopsis Simulation numérique d'écoulements turbulents incompressibles et isothermes de fluides newtoniens par éléments finis tridimensionnels by : Marc Jaeger
Download or read book Simulation numérique d'écoulements turbulents incompressibles et isothermes de fluides newtoniens par éléments finis tridimensionnels written by Marc Jaeger and published by . This book was released on 1990 with total page 293 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objet de cette étude est la recherche d'un outil efficace de prédiction des écoulements turbulents complexes, rencontrés dans les problèmes d'ingéniérie. La technique numérique choisie est la méthode des éléments finis, et seuls les écoulements incompressibles et isothermes de fluides newtoniens sont considérés. Un exposé du problème posé par la simulation numérique des écoulements turbulents ainsi que les méthodes de simulation par modélisation des structures de sous-maille, qui découlent naturellement de cette analyse, sont présentés. L'utilisation de la technique de l'homogénéisation, qui rentre dans cette catégorie, est également décrite. L'autre façon d'aborder le problème est statistique. Et la notion de description statistique de la turbulence étant introduite, une sélection des modèles statistiques en un point est entreprise. Les deux modèles retenus, modèle K- et modèle aux tensions de Reynolds algébrique (A.S.M.), font l'objet d'une analyse détaillée. L'accent est mis sur la nécéssité, pour les écoulements à géometrie complexe, d'une formulation du modèle K- non limitée aux grands nombres de Reynolds, conduisant à une utilisation plus rigoureuse de la technique des fonctions de paroi, dont une expression généralisée est proposée. Le modèle A.S.M. quant à lui, est exprimé de façon à mettre en evidence son lien avec le modèle K-, ce qui autorise par ailleurs une formulation tridimensionnelle par éléments finis commune de ces deux modèles, exposée en détail. Une discussion sur les performances de cette formulation du modèle K-, ainsi que sur les difficultés numériques liées à l'utilisation de ce modèle dans le cadre des éléments finis, est enfin conduite à partir d'exemples numériques.
