Modelisation Numerique De Linteraction Dun Ecoulement De Fluide Viscoplastique Avec Un Obstacle Rigide Par La Methode Sph

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Modélisation numérique de l'interaction d'un écoulement de fluide viscoplastique avec un obstacle rigide par la méthode SPH

Author : Mathieu Labbé
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Book Synopsis Modélisation numérique de l'interaction d'un écoulement de fluide viscoplastique avec un obstacle rigide par la méthode SPH by : Mathieu Labbé

Download or read book Modélisation numérique de l'interaction d'un écoulement de fluide viscoplastique avec un obstacle rigide par la méthode SPH written by Mathieu Labbé and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le présent travail, nous étudions l'impact sur un obstacle rigide d'un écoulement transitoire à surface libre de fluide viscoplastique. Cette étude est conduite numériquement à l'aide de la méthode SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), en y intégrant le modèle rhéologique de Herschel-Bulkley. Le code employé est adapté à nos besoins et validé sur des cas test classiques. Les caractéristiques locales de l'écoulement à proximité de l'obstacle sont analysées et deux régimes d'impact sont mis en évidence en fonction de la pente d'écoulement. L'étude des pressions exercées sur l'obstacle, conduite spatialement et temporellement en fonction de ces régimes d'impact, nous permet de mettre en évidence les rôles respectifs des composantes gravitationnelle et cinétique de la pression. Nos résultats sont comparés systématiquement à des résultats expérimentaux issus de travaux précédents et sont cohérents avec ces derniers. Une étude comparative de nos écoulements de fluide viscoplastique avec des écoulements de matériau granulaires de propriétés similaires nous conduit à mettre en évidence des caractéristiques communes entre les deux matériaux.

Modélisation numérique de l'effet d'un obstacle sur les écoulements de fluides à seuil par la méthode SPH

Author : Philippe Lachamp
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Book Synopsis Modélisation numérique de l'effet d'un obstacle sur les écoulements de fluides à seuil par la méthode SPH by : Philippe Lachamp

Download or read book Modélisation numérique de l'effet d'un obstacle sur les écoulements de fluides à seuil par la méthode SPH written by Philippe Lachamp and published by . This book was released on 2007 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Simulation numérique d'un écoulement autour d'un obstacle avec une méthode spectrale

Author : Abdelaziz Jali
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Book Synopsis Simulation numérique d'un écoulement autour d'un obstacle avec une méthode spectrale by : Abdelaziz Jali

Download or read book Simulation numérique d'un écoulement autour d'un obstacle avec une méthode spectrale written by Abdelaziz Jali and published by . This book was released on 1990 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation numérique d'un écoulement visqueux incompressible autour d'un obstacle est réalisée par la résolution des équations de navier stokes bimensionnelles incompressibles instationnaires par une méthode spectrale. Pour tenir compte des conditions aux limites on utilise un opérateur de projection qu'on applique au champ de vitesse. cette méthode s'inspire de celle introduite par Basdevant et Sadourny en (1984). les résultats d'expériences a moyens et grands nombres de Reynolds ont montre la validité du modèle en comparaison avec des résultats numériques et physiques.

Simulation numérique par la méthode SPH de fuites de fluide consécutives à la déchirure d'un réservoir sous impact

Author : Fabien Caleyron
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Book Synopsis Simulation numérique par la méthode SPH de fuites de fluide consécutives à la déchirure d'un réservoir sous impact by : Fabien Caleyron

Download or read book Simulation numérique par la méthode SPH de fuites de fluide consécutives à la déchirure d'un réservoir sous impact written by Fabien Caleyron and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le récent développement des menaces terroristes renforce l'effort de recherche du CEA et d'EDF pour la protection des citoyens et des installations. De nombreux scénarios doivent être envisagés comme, par exemple, la chute d'un avion de ligne sur une structure de génie civil. La dispersion du carburant dans la structure, son embrasement sous forme de boule de feu et les effets thermiques associés sont des éléments essentiels du problème. L'utilisation de modèles numériques est indispensable car des expériences seraient difficiles à mettre en œuvre, coûteuses et dangereuses. Le problème type que l'on cherche à modéliser est donc l'impact d'un réservoir rempli de fluide, sa déchirure et la dispersion de son contenu. C'est un problème complexe qui fait intervenir une structure mince avec un comportement fortement non-linéaire allant jusqu'à rupture, un fluide dont la surface libre peut varier drastiquement et des interactions fluide-structure non permanentes. L'utilisation des méthodes numériques traditionnelles pour résoudre ce problème semble difficile, essentiellement parce qu'elles reposent sur un maillage. Cela complique la gestion des grandes déformations, la modélisation des interfaces variables et l'introduction de discontinuités telles que les fissures. Afin de s'affranchir de ces problèmes, la méthode sans maillage SPH ( og Smoothed Particle Hydrodynamics fg) a été utilisée pour modéliser le fluide et la structure. Ce travail, inscrit dans la continuité de recherches précédentes, a permis d'étendre un modèle de coque SPH à la modélisation des ruptures. Un algorithme de gestion des interactions fluide-structure a également été adapté à la topologie particulière des coques. Afin de réduire les coûts de calcul importants liés à ce modèle, un couplage avec la méthode des éléments finis a également été élaboré. Il permet de n'utiliser les SPH que dans les zones d'intérêt où la rupture est attendue. Finalement, des essais réalisés par l'ONERA sont étudiés pour valider la méthode. Ces travaux ont permis de doter le logiciel de dynamique rapide Europlexus d'un outil original et efficace pour la simulation des impacts de structures minces en interaction avec un fluide. Un calcul démonstratif montre enfin la pertinence de l'approche et sa mise en œuvre dans un cadre industriel.

Modélisation d'écoulements de fluides viscoélastiques par la méthode des volumes finis

Author : Laurence Meylheuc
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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

Développements et applications de la méthode SPH aux écoulements visqueux à surface libre

Author : Jean-Marc Cherfils (ingénieur en génie civil).)
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Book Synopsis Développements et applications de la méthode SPH aux écoulements visqueux à surface libre by : Jean-Marc Cherfils (ingénieur en génie civil).)

Download or read book Développements et applications de la méthode SPH aux écoulements visqueux à surface libre written by Jean-Marc Cherfils (ingénieur en génie civil).) and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur le développement, la validation et l'application d'un code de calcul numérique à surface libre. Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) est une methode particulaire, Lagrangienne, imaginée à l'origine pour la simulation de corps gravitaires en astrophysique. Depuis les années 90, elle a été étendue à la modélisation d'écoulements à surface libre. En effet, lors de grandes déformations des interfaces (déferlement par exemple), l'absence de maillage est particulièrement intéressante. Cette propriété est également intéressante pour la simulation de plusieurs phases liquides aux propriétés différentes (eau / fond sédimentaire par exemple). Les applications visées sont la propogation de la houle et son interaction avec des obstacles immergés. Le modèle SPH a donc été établi en se basant sur la bibliographie et validé sur le cas de l'étirement d'une goutte en l'absence de gravité. Ensuite, la prise en compte de conditions aux limites sur des parois solides est étudiée puis appliquée à l'effondrement d'une colonne d'eau suivi d'un impact sur un mur vertical. Enfin, le modèle est étendu aux écoulements visqueux. Une nouvelle méthode de prise en compte des conditions limites de type adhérence, inspirée des frontières immergées en différences finies, a ainsi été développée. Elle autorise la simulation d'écoulements autour d'objets de formes complexes immergés dans le fluide. Le modèle est finalement appliqué à la propagation de la houle en canal et à son amortissment par une laque horizontale immergée

Simulation numérique du transfert convectif dans un écoulement viscoélastique

Author : Fouad Hagani
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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.

Simulation numerique d'un ecoulement autour d'un obstacle avec une methode spectrale

Author : Abdelaziz Jali
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Book Synopsis Simulation numerique d'un ecoulement autour d'un obstacle avec une methode spectrale by : Abdelaziz Jali

Download or read book Simulation numerique d'un ecoulement autour d'un obstacle avec une methode spectrale written by Abdelaziz Jali and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Modélisation et simulation numérique d'une interaction choc-choc tridimensionnelle en écoulement hypersonique turbulent

Author : Nathalie Duquesne
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Book Synopsis Modélisation et simulation numérique d'une interaction choc-choc tridimensionnelle en écoulement hypersonique turbulent by : Nathalie Duquesne

Download or read book Modélisation et simulation numérique d'une interaction choc-choc tridimensionnelle en écoulement hypersonique turbulent written by Nathalie Duquesne and published by . This book was released on 1995 with total page 161 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE A ETE CONSACREE A LA MODELISATION ET A LA SIMULATION NUMERIQUE D'UNE INTERACTION CHOC-CHOC TRIDIMENSIONNELLE DANS UN ECOULEMENT DE GAZ PARFAIT EN REGIME LAMINAIRE ET TURBULENT. LA CONFIGURATION RETENUE AFIN DE MODELISER CETTE INTERACTION EST CONSTITUEE D'UN CYLINDRE EN FLECHE SOUMIS A L'INTERACTION D'UN CHOC OBLIQUE INDUIT PAR UN DIEDRE PLACE AU MEME ANGLE DE FLECHE. LES POSITIONS RELATIVES DU DIEDRE ET DU CYLINDRE ONT ETE CHOISIES DE FACON A OBTENIR UNE INTERACTION DE TYPE IV DANS LA CLASSIFICATION DE EDNEY, INTERACTION GENERALEMENT ASSOCIEE AUX FLUX DE CHALEUR LES PLUS IMPORTANTS. LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES SONT FERMEES PAR LE MODELE ALGEBRIQUE DE BALDWIN-LOMAX ET PAR LES DIFFERENTS MODELES ( - ) BAS-REYNOLDS DE CHIEN, HOFFMANN, JONES-LAUNDER ET ZHANG. LA METHODE NUMERIQUE UTILISEE REPOSE SUR UNE FORMULATION DE TYPE VOLUMES FINIS DEFINIE SUR DES MAILLAGES STRUCTURES. LES TERMES NON VISQUEUX SONT TRAITES AU MOYEN D'UN SCHEMA TVD SYMETRIQUE DE YEE ET LES TERMES VISQUEUX SONT DISCRETISES PAR UN SCHEMA AUX DIFFERENCES FINIES CENTRE DU SECOND ORDRE. LES EXPERIENCES REALISEES SUR CETTE CONFIGURATION A UN NOMBRE DE MACH DE 7.14 ONT INDIQUE UN ETAT LAMINAIRE DE L'ECOULEMENT SUR LE CYLINDRE SEUL, ET TURBULENT DANS LE CAS DE L'INTERACTION. NEANMOINS UN ETAT TURBULENT DE L'ECOULEMENT SUR LE CYLINDRE SEUL A PU ETRE OBTENU EN PLACANT NORMALEMENT A LA LIGNE D'ATTACHEMENT UN FIL DE DECLENCHEMENT. POUR CE CAS, LES RESULTATS NUMERIQUES ET EXPERIMENTAUX ONT ETE EN TRES BON ACCORD POUR LA MAJORITE DES MODELES. DE PLUS LARGES DIFFERENCES ONT ETE RELEVEES DANS LE CAS DE L'INTERACTION, LA LOCALISATION DU PIC PRINCIPAL DE FLUX A ETE CORRECTEMENT PREDITE PAR LE CALCUL, EN REVANCHE, LA VALEUR DU PIC DE FLUX SEMBLE ETRE SUR-ESTIMEE

Etude de l'interaction fluide structure lors de l'impact hydrodynamique

Author : Bundi Donguy
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Book Synopsis Etude de l'interaction fluide structure lors de l'impact hydrodynamique by : Bundi Donguy

Download or read book Etude de l'interaction fluide structure lors de l'impact hydrodynamique written by Bundi Donguy and published by . This book was released on 2002 with total page 158 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse vise à développer un modèle numérique permettant la simulation tridimensionnelle de l'impact d'un corps, solide ou déformable, sur la surface d'un fluide. Une des applications de ce travail est l'étude du phénomène de tossage (slamming) : impact d'une zone de la carène d'un navire sur la surface de l'océan. La modélisation proposée repose sur une analyse de la théorie du potentiel. Lorsque la forme du corps est suffisamment "plate" au voisinage du point d'impact initial, la méthode des développements asymptotiques raccordés permet alors de définir une solution composite intégrant d'une part le comportement de l'écoulement global autour du corps, et d'autre part, celui au voisinage de l'intersection entre la surface et le corps, là ou se forme le jet. La méthode des Eléments Finis (MEF) est mise en oeuvre pour résoudre le problème fluide asymptotique bidimensionnel, et tridimensionnel. La résolution de l'équation de Laplace avec des conditions aux limites mixtes Neuman-Dirichlet est effectuée pour le potentiel des déplacements (détermination de la surface de contact) et pour le potentiel des vitesses (évaluation des pressions)...

Développement d'une méthode SPH pour les applications à surface libre en hydrodynamique

Author : Mathieu Doring
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Total Pages : 318 pages
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Book Synopsis Développement d'une méthode SPH pour les applications à surface libre en hydrodynamique by : Mathieu Doring

Download or read book Développement d'une méthode SPH pour les applications à surface libre en hydrodynamique written by Mathieu Doring and published by . This book was released on 2005 with total page 318 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement de méthodes numériques plus performantes associé à l’augmentation de la puissance de calcul disponible ont permis la simulation d’écoulement toujours plus complexes. Cependant, les problèmes impliquant un interface restent difficiles à résoudre, notamment dans les cas où interviennent du déferlement, des reconnections d’interface ou des phénomènes d’impacts. Ces difficultés sont liés principalement à la gestion de l’interface dans des méthodes numériques principalement Euleriennes (Volume Of Fluid, Level Set). La méthode SPH, étant Lagrangienne permet une prise en compte simplifiée de l’interface. Dans ce travail de thèse, une méthode numérique basée sur la méthode SPH a été développée, permettant de simuler des écoulements complexes faisant intervenir des phénomènes d’impacts et de déferlements très importants. Une attention particulière a été portée sur l’amélioration de la précision de la méthode ; ainsi différents types de schéma (Moving Least Square, Renormalisation) et différents types de conditions aux limites (Particules Gelées, Particules Fantômes) ont été implémentés et testés. Les résultats obtenus portent sur différents cas tests: ffondrement d’une colonne d’eau avec ou sans obstacle, écoulement dans une cuve en cavalement avec impact sur le plafond, simulation d’un bassin de houle avec batteur piston. Ces résultats ont été comparés avec des résultats issus d’autres méthodes numériques actuellement en développement au sein du laboratoire de l’école Centrale de Nantes (une méthode VOF-Volume Fini, et une méthode potentielle spectrale), mais aussi avec les résultats expérimentaux disponibles. Le développement d’une méthode originale permettant d’obtenir les efforts sur les parois solides a permis la simulation de cas d’impact d’un dièdre en mouvement libre, et la comparaison d’efforts d’impacts dans le cas d’un effondrement de colonne d’eau en présence d’un obstacle avec des efforts expérimentaux. Par ailleurs, la parallélisation du code a été entamée, par deux méthodes : la première était basée sur un décomposition des données (OpenMP) mais a été abandonnée du fait de son manque d’efficacité. La méthode actuellement employée est basée sur une décomposition du domaine physique, chaque morceau du domaine étant alloué à un processeur. Des tests menés sur un PC ont permis de montrer une bonne efficacité de la méthode de décomposition de domaine, notamment grâce au recouvrement des temps de communications entre procès par d’autres opérations. On s’est également intéressé à l’optimisation algorithmique du code, et notamment des procédures de recherche de voisins, ou un algorithme de Verlet est utilisé. Le développement du code a été effectué en gardant toujours la possibilité de réaliser des simulations tridimensionnelles en faisant un minimum d’adaptation. C’est pourquoi l’outil développé permet d’envisager dans un futur proche des simulations précises d’envahissement tridimensionnel.

Modélisation mathématique et numérique d'un problème tridimensionnel d'interaction entre un fluide incompressible et une structure élastique

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Author : Cornel Marius Murea
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Book Synopsis Modélisation mathématique et numérique d'un problème tridimensionnel d'interaction entre un fluide incompressible et une structure élastique by : Cornel Marius Murea

Download or read book Modélisation mathématique et numérique d'un problème tridimensionnel d'interaction entre un fluide incompressible et une structure élastique written by Cornel Marius Murea and published by . This book was released on 1995 with total page 165 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail présenté ici traite de l'interaction évolutive en temps entre un fluide incompressible et une structure élastique et s'attache à construire une modélisation mathématique rigoureuse qui conduit à une mise en œuvre numérique efficace même dans le cas tridimensionnel. Le fluide est modélisé par l'équation évolutive de stokes et la structure est supposée linéairement élastique. Deux modèles mathématiques pour la résolution découplée du problème fluide structure sont présentes. Ces modèles sont bien poses et par l'intermédiaire des éléments finis mixtes pour la discrétisation en espace et des différences finies pour la discrétisation en temps permettent l'écriture d'un algorithme de résolution d'implémentation relativement aisée fournissant le déplacement de la structure, la vitesse d'écoulement et la pression du fluide. les résultats numériques sont très satisfaisants

Contribution à la modélisation des interactions fluides-structures

Author : Rassim Belakroum
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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.

Etude numérique des interactions hydrodynamiques fluides/solides

Author : Tseheno Nirina Randrianarivelo
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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.

Modélisation numérique d'écoulements incompressibles diphasiques

Author : Lea Batteux
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Book Synopsis Modélisation numérique d'écoulements incompressibles diphasiques by : Lea Batteux

Download or read book Modélisation numérique d'écoulements incompressibles diphasiques written by Lea Batteux and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse porte sur la modélisation d'écoulements multiphasiques incompressibles, avec une application aux systèmes fluide-particules. En guise d'introduction on présente le problème physique suivi de deux méthodes de pénalisation de volume retenues pour sa modélisation. L'une des méthodes consiste à faire appel aux équations de Navier-Stokes à densité et viscosité variables, puis à pénaliser le tenseur des taux de déformations dans la région occupée par les particules. Les résultats démontrés sont consacrés à ces équations. On considère dans un premier temps un schéma implicite obtenu par discrétisation des équations de Navier-Stokes à densité et viscosité variables sur un maillage MAC non uniforme pour les volumes finis. Après avoir démontré l'existence de solutions à chaque pas de temps, on réalise l'étude de convergence de ce schéma lorsque les pas de discrétisation en temps et espace tendent vers 0. Une alternative au schéma précédent utilisant une méthode de projection incrémentale est ensuite étudiée et prouvée stable. Afin de simuler les problèmes d'écoulements multiphasiques, on introduit une technique pour advecter efficacement la densité. Elle vient remplacer le transport par le schéma upwind, générateur de diffusions numériques. On présente finalement un code de calcul multi-langage développé pour la simulation de problèmes fluide-structure en 3D avec les schémas introduits. On détaille alors les algorithmes implémentés pour les méthodes de pénalisation. On conclut avec une perspective de parallélisme du code à l'aide d'une méthode de splitting d'opérateur qui a déjà été expérimentée pour des problèmes paraboliques.

Ecoulements de fluides à seuil autour d'obstacles

Author : Fiacre Ahonguio
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Book Synopsis Ecoulements de fluides à seuil autour d'obstacles by : Fiacre Ahonguio

Download or read book Ecoulements de fluides à seuil autour d'obstacles written by Fiacre Ahonguio and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: De nombreuses applications industrielles mettent en jeu des fluides complexes qui possèdent souvent un seuil d'écoulement leur permettant de résister à des efforts finis sans s'écouler. Par ailleurs, ces fluides peuvent glisser aux parois lorsque les conditions interfaciales sont favorables. Toutes ces propriétés influencent leurs écoulements autour d'obstacles. Cette thèse se propose de comprendre ces écoulements dans le domaine où les vitesses d'écoulement sont telles que les effets inertiels peuvent être négligés devant les effets visqueux eux-mêmes faibles par rapport aux effets plastiques. Elle analyse l'influence de la vitesse et du glissement sur la force de traînée et les champs cinématiques générés par l'écoulement très lent et en régime permanent d'un fluide à seuil autour d'obstacles aux surfaces adhérentes ou glissantes. Les géométries considérées sont le disque, la sphère, le cône et la plaque plane. Le fluide utilisé a un comportement élasto-viscoplastique pouvant être décrit par les modèles de Herschel-Bulkley et de Hooke. Ce comportement a été caractérisé en volume et en présence de glissement par des mesures rhéométriques. Le nombre adimensionnel clé de l'étude est le nombre d'Oldroyd, ratio entre les effets plastiques et les effets visqueux, compris ici entre 10 et 200. Les mesures de forces de traînée ont montré qu'indépendamment de l'obstacle et des conditions interfaciales, le coefficient de traînée diminue avec le nombre d'Oldroyd et tend vers une valeur asymptotique. Cette valeur montre qu'au-delà d'un certain nombre d'Oldroyd, ce coefficient n'est plus gouverné par la vitesse mais dépend uniquement du seuil et de la surface caractéristique de l'obstacle. Elle permet de calculer un critère de stabilité pour lequel l'objet est maintenu en suspension. Les champs cinématiques déterminés par PIV ont permis de caractériser la forme et l'étendue des zones rigides et cisaillées. Les mesures de forces de traînée et de champs cinématiques ont permis de quantifier la contribution des contraintes normales et tangentielles dans la force de traînée totale. La présence de glissement aux parois de l'obstacle diminue significativement le coefficient de traînée et modifie la morphologie de l'écoulement en réduisant l'étendue des zones cisaillées. Une simulation numérique a été menée dans le cas de la plaque plane avec un modèle élasto-viscoplastique et un code à éléments finis avec points d'intégration Lagrangiens.

Méthodes numériques pour les fluides viscoélastiques

Author : Ahmed Machmoum
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Book Synopsis Méthodes numériques pour les fluides viscoélastiques by : Ahmed Machmoum

Download or read book Méthodes numériques pour les fluides viscoélastiques written by Ahmed Machmoum and published by . This book was released on 1996 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON ETUDIE DANS CE TRAVAIL LA METHODE DES CARACTERISTIQUES: SES LIENS AVEC LA METHODE DE GALERKIN DISCONTINUE, SON UTILISATION POUR L'APPROXIMATION DES ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES (PARTICULIEREMENT LES MODELES DIFFERENTIELS, MAIS UNE METHODE POUR LES MODELES INTEGRAUX EST EGALEMENT PRESENTEE). DANS LE CHAPITRE 1, ON PRESENTE UNE DESCRIPTION DE LA METHODE DES CARACTERISTIQUES POUR UN PROBLEME DE TRANSPORT SOUS SES DEUX FORMES, FAIBLE ET FORTE. A PARTIR D'UN PROBLEME DE CONVECTION STATIONNAIRE (P), NOUS DEFINISSONS, A L'AIDE DE CETTE METHODE, UN PROBLEME (P#K), DONT ON DEMONTRE L'EXISTENCE ET L'UNICITE D'UNE SOLUTION DANS LE CAS OU LA DIVERGENCE DE LA VITESSE EST NULLE. ON OBTIENT UNE MAJORATION D'ERREUR. ON DONNE LE LIEN FORMEL ENTRE LA METHODE DE GALERKIN DISCONTINUE ET LA METHODE DES CARACTERISTIQUES. DANS LE CHAPITRE 2, ON CONSIDERE, POUR L'EQUATION DE CONVECTION STATIONNAIRE A UNE VARIABLE, LA METHODE DES CARACTERISTIQUES DE PSEUDO-PAS DE TEMPS K AVEC APPROXIMATION DE L'INCONNUE PAR DES ELEMENTS FINIS P#R DISCONTINUS SUR UN MAILLAGE T#H. ON CONSTRUIT, POUR CETTE METHODE, UNE NORME NATURELLE NOTEE #H#,#K, POUR LAQUELLE ON MONTRE QUE LE PROBLEME VARIATIONNEL APPROCHE (P#K#H) EST BIEN POSE ET ON OBTIENT UNE MAJORATION D'ERREUR. ON MONTRE QUE, QUAND K TEND VERS ZERO, LE PROBLEME (P#K#H) (RESP. LA NORME #H#,#K) A POUR LIMITE LE PROBLEME (P#H) (RESP. LA NORME #H), ASSOCIE A LA METHODE DE GALERKIN DISCONTINUE. DANS LE CHAPITRE 3, ON PRESENTE UNE DESCRIPTION DES METHODES D'ELEMENTS FINIS POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS VISCOELASTIQUES OBEISSANT A DES LOIS DIFFERENTIELLES ET INTEGRALES. DANS LE CHAPITRE 4, ON DEMONTRE QUE LE PROBLEME (P#K), DEFINI AU CHAPITRE 1, ADMET UNE SOLUTION UNIQUE DANS LE CAS OU LA DIVERGENCE DE LA VITESSE EST NON NULLE ET ON DONNE UNE MAJORATION D'ERREUR. ON ETUDIE UNE APPROXIMATION PAR ELEMENTS FINIS D'ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES REGIS PAR UNE LOI DE COMPORTEMENT DIFFERENTIELLE DE TYPE OLDROYD B. LES APPROXIMATIONS DES CONTRAINTES, DES VITESSES ET DES PRESSIONS SONT RESPECTIVEMENT P#1-DISCONTINUES, P#2-CONTINUES, P#1-CONTINUES. LA CONVECTION DES CONTRAINTES EST TRAITEE PAR LA METHODE DES CARACTERISTIQUES. ON FAIT L'HYPOTHESE QUE LE PROBLEME D'OLDROYD ADMET UNE SOLUTION SUFFISAMMENT REGULIERE ET SUFFISAMMENT PETITE. ON MONTRE PAR UNE METHODE DE POINT FIXE QU'UN PROBLEME SEMI-LINEARISE APPROCHE A UNE SOLUTION ET ON DONNE UNE MAJORATION D'ERREUR. ENFIN, DANS LE CHAPITRE 5, ON DONNE UNE METHODE NUMERIQUE POUR LE CALCUL D'ECOULEMENTS DE FLUIDES VICOELASTIQUES INSTATIONNAIRES REGIS PAR UNE LOI INTEGRALE DE TYPE OLDROYD B, EN UTILISANT LA METHODE DES CARACTERISTIQUES