Note ABES Modélisation numérique des écoulements pulmonaires Numerical modeling of pulmonary flow Computational fluid dynamics Modèles de poumons de Weibel Modèles de poumons réalistes Dépôt de particules Computational fluid dynamics Weibel’s lung model Realistic lung model Deposition of particles 532.5 518.2 Dynamique des fluides Modèles mathématiques Équations de Navier-Stokes -- Solutions numériques Particules (matière) L’étude engagée dans cette thèse consiste à mettre en place une modélisation numérique fiable et complète du transport et du dépôt des particules dans un écoulement pulmonaire en se basant sur l’utilisation du code de calcul commercial CFD-ACE. Ce code intègre un solveur fluide qui résout les équations de Navier-Stokes incompressibles dans une formulation volumes finis. Le logiciel CFD-GEOM a été utilisé pour créer les surfaces en 3D de la géométrie générique du modèle de Weibel et ainsi générer le maillage non-structuré tétraèdrique en volumes finis. Dans le cadre de ce travail, il est supposé que le flux d’air est laminaire, stationnaire (ou instationnaire uniquement dans les modèles bronchiques) et incompressible ; les particules de diamètre 5μm sont sphériques et sans interaction. Le pourcentage global et local du dépôt des particules dans les poumons peut s’exprimer comme une efficacité de dépôt et se définit par le rapport entre le nombre de particules déposées dans une région donnée et le nombre total de particules admises initialement à l’entrée de la conduite. L’efficacité de dépôt dépend fortement du nombre de Stokes d’entrée, des conditions d’admission en termes de profil de vitesse du fluide (nombre de Reynolds d’entrée), de la distribution et des caractéristiques des particules. Nous avons donc modélisé avec succès les écoulements ainsi que le transport et le dépôt de particules dans des configurations simples (modèles de Weibel) et des configurations réalistes (poumons de rat et du lapin) et ce que l’on en peut dire c’est que la simulation, bien que coûteuse (surtout pour le dépôt des particules), ne présente pas de difficultés insurmontables. Par contre l’obtention d’une géométrie réaliste et la génération du maillage associé reste une étape délicate. The study undertaken in this thesis is to develop a reliable and comprehensive numerical modeling of transport and deposition of particles in pulmonary flow based on the use of CFDACE computer code. This code includes a fluid solver that solves the Navier-Stokes in a finite volume formulation. The CFD-GEOM software was used to create 3D surfaces of the geometry of the generic model of Weibel and generate the unstructured tetrahedral finite volume mesh. As part of this work, it is assumed that the airflow is laminar, steady (unsteady only in bronchial models) ; the particles of diameter 5μm are spherical and noninteracting. The percentage of global and local particle deposition in the lungs can be expressed as a deposition efficiency and is defined as the ratio between the number of particles deposited in a given area and the total number of particles initially admitted to the entrance of lungs. The deposition efficiency depends strongly on the Stokes number of entry, the airflow fluid velocity profile (Reynolds number at the inlet), the distribution and characteristics of particles. We have successfully modeled the flow, the transport and deposition of particles in simple configurations (models of Weibel), realistic configurations (lungs of rats and rabbits) and we can conclude that the simulation, al though expensive in terms of computer memory & time (especially for particle deposition), does not present insurmountable difficulties. On the other hand, obtaining a realistic geometry and mesh generation main a challenge. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 12024692 Université de Strasbourg Strasbourg 2012-12-31 https://theses.hal.science/tel-00766647 application/pdf 16383649 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2012/ELMI_ROBLEH_Hassan_2012_ED269.pdf http://www.theses.fr/2012STRAD025/abes https://theses.hal.science/tel-00766647 https://theses.hal.science/tel-00766647 Elmi Robleh Hassan 1979-01-01 FR 164607463 40713933 https://theses.fr/2012STRAD025 2012STRAD025 https://doi.org/10.70675/6ae367d0zd973z4af1zb942zd5fac497fd78 2012-02-10 Mécanique des fluides Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Dusek Jan MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 074616722 Favier Daniel MADS_PRESIDENT_DU_JURY Constantinesco André MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 Hoarau Yannick MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 Braza Marianne MADS_RAPPORTEUR_1 Salmon Stéphanie MADS_RAPPORTEUR_2 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 MA 156504863 Institut de mécanique des fluides et des solides (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 FRE 3240 157375552 93735 ddc:530 ddc:510 Dusek Jan Favier Daniel Constantinesco André Hoarau Yannick Braza Marianne Salmon Stéphanie École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Institut de mécanique des fluides et des solides (Strasbourg) PDF 12024692