Couplage fluide-solide appliqué à l'étude de mouvement d'une sphère libre dans un tube vertical
Langue Français
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Auteur : Deloze, Thibaut
Date de soutenance : 27-05-2011

Directeur(s) de thèse : Dusek, Jan

Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Mécanique des fluides
Classification : Physique

Mots-clés libres : sphère , particule , tube , chute libre , méthode chimère
Mots-clés :
  • Fluides, Mécanique des - Thèses et écrits académiques
  • Grilles (analyse numérique) - Thèses et écrits académiques
  • Modèles mathématiques - Thèses et écrits académiques
Résumé : La présente thèse porte sur l'étude de la trajectoire d'une sphère en chute libre dans un tube rempli d'un fluide newtonien au repos. Ce sujet est motivé par la compréhension des phénomènes liés au transport des particules, avec un intérêt particulier aux interactions entre le sillage de la sphère et une paroi. Le transport des particules intervient dans de nombreux domaines, tels que la trajectoire des particules thérapeutiques dans les poumons, la trajectoire des particules de carburant et la trajectoire de réactifs chimiques dans les lits fluidisés. Les simulations sont rendues possibles par le développement de la méthode chimère (gestion des grilles superposées) implémentée dans un solveur des équations de Navier-Stokes (logiciel NSMB). La méthode chimère développée est rapide, automatique et parallèle et elle est validée sur plusieurs cas tests fixes et mobiles. Cette méthode est d'abord appliquée sur la sphère en translation uniforme dans un tube. Les états trouvés sont similaires à ceux décrits pour une sphère non-confinée. Ensuite, la méthode est utilisée pour l'étude d'une sphère en chute libre dans un tube. Trois types de trajectoires apparaissent dans la gamme étudiée: une chute verticale le long de l'axe du tube, une trajectoire hélicoïdale (pas de lâcher tourbillonnaire en aval de la sphère) et une trajectoire hélicoïdale avec un rayon variable (écoulement avec lâchers tourbillonnaires).
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-306417
Type de ressource : Thèse