Dissertations / Theses: 'Écoulements fluides incompressibles'

1

Deriaz, Erwan. "Ondelettes pour la simulation des écoulements fluides incompressibles en turbulence." Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00381649.

Full text

Abstract:

Cette thèse développe des méthodes d'ondelettes originales en vue de simuler des écoulements incompressibles.
Nous commencerons par présenter une certaine manière de concevoir le phénomène de la turbulence dans les fluides, puis nous ferons une introduction à la théorie des ondelettes.
Dans le but de construire des ondelettes 2D et 3D adaptées aux écoulements fluides, nous reprenons en les enrichissant les travaux de P-G Lemarié-Rieusset et K. Urban sur les ondelettes à divergence nulle. Nous mettons en évidence l'existence d'algorithmes rapides associés.
Par la suite, nous démontrons qu'il est possible d'utiliser ces ondelettes à divergence nulle pour définir la décomposition de Helmholtz d'un champ de vecteurs 2D ou 3D quelconque. Cette décomposition est définie par un algorithme itératif dont nous prouvons la convergence pour des ondelettes particulières. L'optimisation de la convergence fait ensuite l'objet d'une étude poussée.
Tous ces ingrédients permettent de définir une nouvelle méthode de résolution des équations de Navier-Stokes incompressible, dont nous prouvons la faisabilité sur un cas test.
On applique également la décomposition en ondelettes à divergence nulle à l'analyse de champs d'écoulements turbulents 2D et 3D, ainsi qu'à la compression dans une méthode d'Extraction de Structures Cohérentes.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Bergeron, Olivier. "Développement d'un calcul méridien appliqué aux écoulements incompressibles en turbomachine multi-etagée." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0031.

Full text

Abstract:

Ces hypothèses ne permettent pas une compatibilité réelle avec calcul tridimensionnel. L'objectif de ce travail est le développement d'une nouvelle approche du calcul méridien basée sur la résolution des équations d'Euler ou de Navier-Stokes moyennées en azimut. La force d'aubage ainsi que l'influence des variations azimutales sont introduites naturellement, sans hypothèse supplémentaire. Ces termes sont calculés par deux modules annexes qui ne sont pas présentés dans ce mémoire. Une application est présentée dans le cas des écoulements incompressibles. Le schéma numérique est base sur l'utilisation de la séparation des flux de Roe associée à un schéma MUSCL. Le traitement des conditions limites est réalisé à l'aide des relations de compatibilité. Dans le cadre de cette thèse, la force d'aubage est une donnée du problème. Dans un premier temps, une étude mono-dimensionnelle du schéma numérique en mode incompressible est présentée. Puis, des résultats obtenus dans diverses géométries mettent en évidence une bonne cohérence avec d'une part, des mesures expérimentales et d'autre part, un calcul Euler tridimensionnel.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Dumon, Antoine. "Réduction dimensionnelle de type PGD pour la résolution des écoulements incompressibles." Phd thesis, Université de La Rochelle, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00644565.

Full text

Abstract:

L'objectif de ce travail consiste à développer la méthode de résolution PGD (Proper Generalized Decomposition), qui est une méthode de réduction de modèle où la solution est recherchée sous forme séparée, à la résolution des équations de Navier-Stokes. Dans un premier temps, cette méthode est appliquée à la résolution d'équations modèles disposant d'une solution analytique. L' équation de diffusion stationnaire 2D et 3D, l'équation de diffusion instationnaire 2D et les équations de Burgers et Stokes sont traitées. Nous montrons que dans tous ces cas la méthode PGD permet de retrouver les solutions analytiques avec une précision équivalente au modèle standard. Nous mettons également en évidence la supériorité de la PGD par rapport au modèle standard en terme de temps de calcul. En effet, dans tous ces cas, laPGD se montre beaucoup plus rapide que le solveur standard (plusieurs dizaine de fois). La résolution des équations de Navier-Stokes isothermes et anisothermes est ensuite effectuée par une discrétisation volumes finis sur un maillage décalé où le couplage vitesse-pression a été géré à l'aide d'un schéma de prédiction-correction. Dans ce cas une décomposition PGD sur les variables d'espaces uniquement a été choisie. Pour les écoulements incompressibles 2D stationnaire ou instationnaire, de type cavité entrainée et/ou différentiellement chauffé, les résultats obtenus par résolution PGD sont similaires à ceux du solveur standard avec un gain de temps significatif (la PGD est une dizaine de fois plus rapide que le solveur standard). Enfin ce travail introduit une première approche de la résolution des équations de transferts par méthode PGD en formulation spectrale. Sur les différents problèmes traités, à savoir l'équation de diffusion stationnaire, l'équation de Darcy et les équations de Navier-Sokes, la PGD a montré une précision aussi bonne que le solveur standard. Un gain de temps a été observé pour le cas de l'équation de Poisson, par contre, concernant le problème de Darcy ou les équations de Navier-Stokes les performances de la PGD en terme de temps de calcul peuvent encore être améliorées.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Amaziane, Brahim. "Application des techniques d'homogénéisation aux écoulements diphasiques incompressibles en milieu poreux." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10030.

Full text

Abstract:

Le modèle de Chavent est utilise pour étudier l'écoulement diphasique de fluides incompressibles, dans un milieu hétérogène, au cours de la récupération secondaire de pétrole. Les équations du milieu homogène sont déduites des équations hétérogènes. Une simulation du déplacement de l'huile par de l'eau dans un gisement hétérogène forme de cellules informement espacées est réalisée et comparée a celle du déplacement de l'huile dans un réservoir homogène. Les simulations numériques sont réalisées avec le code Bidimix (inria et chevron code (Wyoming). Un logiciel de calcul permet d'obtenir les caractéristiques du milieu poreux homogène équivalent. L'étude est étendue aux écoulements diphasiques incompressibles dans un réservoir a deux types de roches

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Guaus, Anaïs. "Analyse linéaire des instabilités dans les écoulements incompressibles à parois courbes compliantes." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/203/.

Full text

Abstract:

Une paroi compliante est une paroi suffisamment flexible pour se déformer sous l'action des efforts exercés par un écoulement. Il est maintenant avéré que, en présence d'une paroi compliante, la stabilité d'un écoulement peut être considérablement modifiée par rapport au cas où la paroi est rigide. En particulier, la déstabilisation des ondes de Tollmien-Schlichting peut être retardée. Cette étude traite de la stabilité linéaire de deux configurations d'écoulements en présence de parois courbes compliantes : l'écoulement dans un canal courbe et l'écoulement de Taylor-Couette. Ces deux écoulements sont soumis à un mécanisme d'instabilité centrifuge entraînant l'apparition de paires de tourbillons contrarotatifs. Les parois compliantes sont modélisées comme des coques flexibles reliées à une base rigide par un ensemble de ressorts et d'amortisseurs en adaptant un modèle classiquement utilisé pour des parois planes. En complément de l'étude de stabilité linéaire à travers la résolution numérique d'un problème aux valeurs propres, une analyse asymptotique de la stabilité de l'écoulement en canal courbe est menée dans la limite des perturbations transverses de grande longueur d'onde. Les résultats montrent que seules des parois très flexibles ont une influence sur la stabilité des tourbillons. Cette influence est déstabilisante et joue essentiellement sur les perturbations de grande longueur d'onde. La flexibilité des parois autorise le développement de quatre modes hydroélastiques dont l'instabilité peut précéder l'apparition de l'instabilité centrifuge. De plus, des échanges entre les modes hydroélastiques et centrifuges stables sont observés
A compliant wall is a wall that is flexible enough to be deformed by the stress created by a flow. It is now proven that the stability of a flow over a compliant wall can be considerably modified compared with the rigid-wall case. In particular, the destabilization of Tollmien-Schlichting waves, responsible for the transition to turbulence when the flow is only weakly perturbed, can be delayed. In this study, the linear stability of two flow configurations containing curved compliant walls, a curved channel flow and a Taylor-Couette flow, has been investigated. Both flows are exposed to a centrifugal instability mechanism which promotes the apparition of contra-rotative vortices. At the moment there are very few studies concerning the influence of compliant walls on the centrifugal instabilité mechanisms. The compliant walls are modelled as thin cylindrical shells supported by a rigid outer frame through arrays of springs and dampers; this is often referred to as Kramer-type coating. In addition to the numéral resolution of an eigenvalue problem, an asymptotical study of the flow stability in the curved channel has been performed for the case of large-wavelength transverse perturbations. Results show that only very flexible walls have an influence on the flow stability, mainly by destabilizing the large-wavelength perturbations. The generation of four hydroelastic modes is allowed by wall compliance where these instabilities can precede the centrifugal one. Additionally, exchanges between stable hydroelastic and centrifugal modes have been observed

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Raynal, Florence. "Etude des mécanismes de mélange dans les écoulements laminaires incompressibles en configuration plane ou tridimensionnelle." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10016.

Full text

Abstract:

Nous etudions les mecanismes qui regissent le melange dans les ecoulements laminaires incompressibles, en configuration plane ou tridimensionnelle. Tout d'abord, nous introduisons les outils des systemes dynamiques utilises dans cette etude: section et application de poincare, points fixes, varietes stables et instables. Puis nous montrons comment les recoupements des varietes sont responsables du mecanisme d'etirement-repliement au sein du fluide. Nous etudions l'effet de la diffusion dans les ecoulements plans. Nous expliquons pourquoi la taille des lobes crees par ces recoupements semble etre le parametre de mesure du melange adequat, et nous generalisons cette notion aux ecoulements tridimensionnels. Nous appliquons ces resultats a un ecoulement plan instationnaire dans une cuve dotee de deux agitateurs cylindriques: nous introduisons un nouveau parametre de melange, qui mesure a la fois l'efficacite spatiale et l'efficacite temporelle. Enfin, nous reprenons l'etude du melange dans l'ecoulement abc d'un point de vue quantitatif. Nous montrons en particulier qu'aucun chaos global ne semble etre observe

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Maerten, Patrick. "Schéma numérique pour la modélisation des écoulements instationnaires incompressibles : application à quelques cas d'instabilités hydrodynamiques." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-190.pdf.

Full text

Abstract:

On presente un modele navier-stokes incompressible tridimensionnel reposant sur un schema precis au second ordre en temps et en espace et sur une resolution rapide de l'equation de poisson pour la pression. Ce modele a ete valide sur plusieurs cas d'instabilites hydrodynamiques classiques susceptibles d'etre presentes dans des ecoulements internes. Le premier cas est l'instabilite de couche de melange. La validation du modele repose sur la comparaison des resultats obtenus avec les resultats experimentaux de winant et browand. Une analyse spatiale et temporelle des grandes structures de l'ecoulement a permis de verifier la loi de stabilite de moore et saffman. Le second cas est l'instabilite de sillage. La validation repose sur la comparaison de nos resultats avec les resultats experimentaux de sato et kuriki. Suivant le maillage et le profil d'entree, les caracteristiques du sillage proche ou lointain ont pu etre observees. On a verifie qu'une perturbation d'entree est correctement prise en compte. Le troisieme cas est l'instabilite de dean, instabilite presente une conduite, de section rectangulaire, coudee a 180\. On a observe, au dela d'un reynolds critique, le declenchement de l'instabilite de dean : sur l'ecoulement secondaire deux structures a petites echelles viennent s'additionner aux structures initiales. Cette validation tridimensionnelle sur les ecoulements dans les conduites coudees de sections rectangulaires, a ete realisee a partir des resultats experimentaux de humphrey, taylor et whitelaw (conduite a 90\) ainsi que de hille, vehrenkamp et schulz-dubois (conduite a 180\). La simulation d'un ecoulement interne a un canal inter-aube defini par une geometrie helicoidale a permis de tester le modele sur une geometrie reelle.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Oguic, Romain. "Une méthode multidomaine parallèle pour les écoulements incompressibles en géométries cylindriques : applications aux écoulements turbulents soumis à la rotation." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4343.

Full text

Abstract:

Ce travail concerne l’étude d’écoulements incompressibles soumis à la rotation avec un solveur haute précision dans des géométries semi-complexes. La technique numérique mise en œuvre combine des schémas compacts, une méthode de projection multi domaine directe et un traitement efficace de la singularité à l’axe basé sur des conditions de parité dans l’espace de Fourier. Le solveur a été parallélisé avec une approche hybride MPI-OpenMP pour réduire les temps de calcul. Dans un premier temps, les précisions spatiales et temporelles de la méthode numérique et la scalabilité du solveur ont été vérifiées. La capacité du solveur à traiter des écoulements plus complexes a été évaluée en considérant des écoulements de type éclatement tourbillonnaire et un écoulement turbulent en conduite cylindrique. Dans un second temps, plusieurs écoulements typiques des machines tournantes ont été étudiés. Le premier écoulement est un écoulement turbulent incompressible isotherme dans un étage simplifié d’un compresseur haute pression d’une turbine à gaz. Les simulations menées ont mises en évidence l’effet de la rotation sur l’écoulement, notamment sur les instabilités se développant le long des parois et sur les différentes structures cohérentes. Le second cas traité est un écoulement turbulent de jet impactant un disque en rotation avec un fort confinement et transfert thermique. Une attention particulière a été portée sur les champs hydrodynamiques et thermique le long du rotor. Enfin, une étude préliminaire d’un jet turbulent impactant un disque fixe d’épaisseur non nulle dans une configuration moins contrainte avec prise en compte du couplage conduction-convection a été réalisée
This work deals with the study of rotating incompressible flows with a high accurate solver in semi complex geometries. The numerical method used in this work combines compact schemes, a direct multidomain projection method and an efficient axis treatment based on parity conditions in Fourier space. The use of cylindrical coordinates introduces this mathematical singularity. In order to reduce the calculation time, the solver was parallelized with an hybrid MPI-OpenMP parallelization. First, the spatial and temporal accuracies of the numerical method and the scalability of the solver were checked. Then, the capability of the algorithm to deal with more complex flows was verified. Vortex breakdown flows and turbulent pipe flow were studied. In the second step, typical flows of turbomachineries and rotating systems were considered. The first flow was an incompressible isothermal turbulent flow in a high pressure compressor of gas turbine. The different simulations highlighted the rotation effects on the flows, especially on the instabilities appearing along the walls and the coherent structures. The second considered flow was a turbulent impinging jet on a rotating disk with heat transfer in a small aspect ratio cavity. The hydrodynamic fields and heat transfer near the rotor were analyzed in detail. Finally, a preliminary investigation of an impinging jet on a non-rotating disk in a larger aspect ratio cavity with a coupling between conduction and convection transfer was carried out

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Chalayer, Rénald. "Méthodes de projection pour des écoulements à seuil, incompressibles et à densité variable." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC089.

Full text

Abstract:

Cette thèse traite de l'utilisation de méthodes de projection pour la simulation de fluides à seuil, incompressibles et à densité variable. Elle se découpe en trois parties. La première partie est consacrée à la présentation du modèle mathématique, à la construction du schéma de semi-discrétisation en temps du modèle, ainsi qu'à l'analyse du schéma ainsi obtenu. Pour construire le schéma, nous avons d'une part adapté un schéma de type pas de temps fractionné existant pour les écoulements newtoniens au cas des écoulements à seuil et d'autre part, nous avons utilisé une formulation en terme de projection pour le tenseur des contraintes qui nous permet de résoudre le couplage entre la vitesse et la contrainte dans l'équation de conservation de la quantité de mouvement avec une méthode de type Uzawa. Nous démontrons mathématiquement la stabilité et la convergence du schéma, et on obtient une estimation d’erreur en temps d’ordre un pour la vitesse, la densité, la viscosité ainsi que le seuil de plasticité. La deuxième partie est consacrée à la discrétisation en espace et à l’implémentation du schéma. La discrétisation en espace est effectuée à l’aide d’une méthode de type volumes finis sur grilles décalées. L’implémentation de l’algorithme a été réalisée à partir d’un code Fortran 90 parallélisé et utilisant les bibliothèques PetsC et MPI. La dernière partie de cette thèse est consacrée à la réalisation de simulations numériques à l'aide du code de calcul que l’on a ainsi construit. Dans la configuration de l’instabilité de Rayleigh-Taylor, on réalise des simulations en faisant varier le seuil de plasticité, en décrivant l’évolution de la position des deux phases et la localisation des zones rigides. Dans la configuration de rupture de barrage, nous mettons en oeuvre les conditions aux limites de type glissement à seuil, plus réalistes physiquement que les conditions de Dirichlet, et nous comparons les résultats obtenus à l’aide de notre nouveau schéma à la littérature existante
This thesis deal with the use of projection methods for incompressible viscoplastic flows with a variable density. This manuscript is organized following three main lines. The first part is devoted to the mathematical model, the time-discretization of the model and the analysis of the numerical scheme. To construct the numerical scheme, on one side we adapt a time-stepping method already used for newtonian flows to viscoplastic flows and on the other side, we use a projection formulation of the stress tensor to solve the coupling between the velocity and the plastic part of the stress tensor in the momentum equation with an Uzawa-like method. Stability and error analysis of the numerical scheme are provided and a first-order estimate of the time error is derived for the velocity field, the density, the viscosity and the yield stress. The second part is devoted to the space discretization and the implementation of the scheme. A second-order cell-centred finite volume scheme on staggered grids is applied for the spatial discretization. The implementation of the numerical scheme has been performed using a Fortran 90 code and using the PetsC and MPI library The last part of the manuscript is devoted to numerical simulations. In the Rayleigh-Taylor instability configuration, we perform simulations by varying the yield stress, and describing the evolution of the interface and the localization of the rigid zones. In the dambreak configuration, we use Stick-Slip boundary conditions and we compare our results to the existing literature

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Lesage, Anne-Cécile. "Méthodes Level Set pour les écoulements bi-fluides incompressibles avec tension de surface et angle de contact sur maillages non-structurés." Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4047.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Ismail, Mourad. "Méthode de la frontière élargie pour la résolution de problèmes elliptiques dans des domaines perforés : application aux écoulements fluides tridimensionnels." Phd thesis, Paris 6, 2004. https://theses.hal.science/tel-00006401.

Full text

Abstract:

L'objectif de cette thèse est, d'une part l'analyse mathématique de la méthode de la frontière élargie (The Fat Boundary Method, F.B.M.), et d'autre part, son adaptation à la simulation numérique des écoulements fluides tridimensionnels incompressibles dans des géométries complexes (domaines perforés). Dans un premier temps, nous nous plaçons dans le cadre de problèmes elliptiques modèles de type Poisson ou Helmholtz posés dans un domaine perforé (typiquement un domaine parallélépipédique contenant des obstacles sphériques). En utilisant la F.B.M., le problème initial est remplacé par une résolution dans le domaine non perforé permettant l'utilisation d'un maillage cartésien, offrant ainsi un cadre approprié pour l'utilisation de solveurs rapides. Nous effectuons donc l'analyse mathématique de la F.B.M., notamment la convergence et l'estimation d'erreur dans ce cadre particulier. Les résultats théoriques ainsi obtenus sont également illustrés par des tests numériques. La deuxième partie est dédiée à l'application de ces outils pour la simulation numérique d'écoulements fluides incompressibles tridimensionnels. La stratégie adoptée consiste à discrétiser les équations de Navier-Stokes en combinant la F.B.M. (pour la discrétisation spatiale), un schéma de projection (pour la discrétisation temporelle) et la méthode des caractéristiques (pour le traitement du terme convectif). Nous présentons ainsi plusieurs simulations numériques tridimensionnelles correspondant aux écoulements fluides en présence d'obstacles fixes et mobiles (mouvements imposés).

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Benabid, Fatiha. "Modélisation des écoulements turbulents à faibles Reynolds par la méthode des éléments finis." Rouen, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAM0007.

Full text

Abstract:

L'étude des écoulements turbulents à faibles nombres de Reynolds avec le modèle kappa - epsilon pose un problème de positivité qui est encore le souci majeur de ces modèles. Dans cette étude nous proposons une réorganisation et une linéarisation des équations de transport de kappa et de epsilon qui assure la positivité du schéma discrétisé. La condition aux limites sur epsilon peut également générer des solutions négatives dans la région de paroi. Une étude de cette condition est faite et de nouvelles conditions tirées d'un développement en séries de Taylor de kappa et de epsilon sont proposées. Une comparaison de leur influence sur la vitesse de convergence est également présentée. La fonction d'amortissement f peut également poser des problèmes de stabilité. Sa définition devient complètement erronée en absence de zones universelles, comme c'est le cas en présence de parois mobiles. Une expression tirée d'une simulation directe et adaptée au modèle de turbulence utilisé est proposée. Les exemples numériques traités montrent la stabilité du schéma numérique et la rapidité de la convergence

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Ismail, Mourad. "Méthode de la frontière élargie pour la résolution de problèmes elliptiques dans des domaines perforés : application aux écoulements fluides tridimensionnels." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006401.

Full text

Abstract:

L'objectif de cette thèse est, d'une part l'analyse mathématique de la méthode de la frontière élargie (The Fat Boundary Method, F.B.M.), et d'autre part, son adaptation à la simulation numérique des écoulements fluides tridimensionnels incompressibles dans des géométries complexes (domaines perforés). Dans un premier temps, nous nous plaçons dans le cadre de problèmes elliptiques modèles de type Poisson ou Helmholtz posés dans un domaine perforé (typiquement un domaine parallélépipédique contenant des obstacles sphériques). En utilisant la F.B.M., le problème initial est remplacé par une résolution dans le domaine non perforé permettant l'utilisation d'un maillage cartésien, offrant ainsi un cadre approprié pour l'utilisation de solveurs rapides. Nous effectuons donc l'analyse mathématique de la F.B.M., notamment la convergence et l'estimation d'erreur dans ce cadre particulier. Les résultats théoriques ainsi obtenus sont également illustrés par des tests numériques. La deuxième partie est dédiée à l'application de ces outils pour la simulation numérique d'écoulements fluides incompressibles tridimensionnels. La stratégie adoptée consiste à discrétiser les équations de Navier-Stokes en combinant la F.B.M. (pour la discrétisation spatiale), un schéma de projection (pour la discrétisation temporelle) et la méthode des caractéristiques (pour le traitement du terme convectif). Nous présentons ainsi plusieurs simulations numériques tridimensionnelles correspondant aux écoulements fluides en présence d'obstacles fixes et mobiles (mouvements imposés).

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Gendre, Pascal. "Calcul d'écoulements turbulents décollés par résolution des équations de Navier-Stokes." Toulouse, ENSAE, 1989. http://www.theses.fr/1989ESAE0013.

Full text

Abstract:

Cette thèse a pour objet la mise au point d'un code de calcul d'écoulements turbulents décollés. Les deux ingrédients d'un tel code (schéma numérique et modèle de fermeture) sont examinés séparément. La configuration d'une plaque plane en incidence est plus particulièrement étudiée et la comparaison des données expérimentales obtenues sur cette géometrie permet de valider certains résultats. L'algorithme de calcul développé par l'auteur intègre les équations de Navier-Stokes sous les hypothèses d'incompressibilité du fluide et de bidimensionnalité de l'écoulement; les trois équations retenues sont résolues séparément et de façon globalement implicite à l'aide d'une technique de factorisation lu incomplète. Le calcul des grandeurs turbulentes s'appuie sur le modèle de longueur de mélange. La forte production d'énergie cinétique de turbulence observée dans les décollements n'est pas correctement prise en compte, ce qui explique certains écarts avec les mesures. Par contre, le transport de cette turbulence dans les couches limites aval est bien simulé.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Rodrigues, Luis Miguel. "Comportement en temps long des fluides visqueux bidimensionnels." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00200818.

Full text

Abstract:

Ce mémoire se propose d'examiner le comportement asymptotique en temps long des fluides visqueux bidimensionnels, homogènes ou faiblement inhomogènes. On y examine souvent la dynamique des écoulements en fonction de l'évolution de la densité et, plutôt que de la vitesse, du vecteur de rotation instantanée appelé tourbillon ou vorticité. Les travaux de Thierry Gallay et C. Eugene Wayne ont mis en relief le rôle primordial d'une famille de solutions auto-similaires --- les tourbillons d'Oseen ou vortex --- pour décrire l'asymptotique des écoulements à densité constante. Toute solution de l'équation de Navier-Stokes, ayant une mesure finie comme tourbillon initial et de circulation non nulle, est asymptotique en temps long à un tourbillon d'Oseen. Le résultat de Gallay et Wayne ne présente que l'inconvénient de ne pas être explicite, la première tâche de ce mémoire est de l'expliciter, ce qui fournit ainsi une borne sur le temps de vie de la turbulence bidimensionnelle. On montre ensuite que les tourbillons d'Oseen sont asymptotiquement stables en tant que fluides à densité variable, retrouvant également, par là-même, le résultat de Gallay et Wayne pour des écoulements incompressibles faiblement inhomogènes et lents. Quant aux fluides compressibles faiblement inhomogènes, on établit qu'ils se comportent essentiellement comme des fluides à densité constante dès lors que l'on considère des écoulements lents et de circulation nulle.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Rodrigues, Luis Miguel. "Comportement en temps long des fluides visqueux bidimensionnels." Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10319.

Full text

Abstract:

Ce mémoire se propose d'examiner le comportement asymptotique en temps long des fluides visqueux bidimensionnels, homogènes ou faiblement inhomogènes. On y examine souvent la dynamique des écoulements en fonction de l'évolution de la densité et, plutôt que de la vitesse, du vecteur de rotation instantanée appelé tourbillon ou vorticité. Les travaux de Thierry Gallay et C. Eugene Wayne ont mis en relief le rôle primordial d'une famille de solutions auto-similaires , - les tourbillons d'Oseen ou vortex , - pour décrire l'asymptotique des écoulements à densité constante. Toute solution de l'équation de Navier-Stokes, ayant une mesure finie comme tourbillon initial et de circulation non nulle, est asymptotique en temps long à un tourbillon d'Oseen. Le résultat de Gallay et Wayne ne présente que l'inconvénient de ne pas être explicite, la première tâche de ce mémoire est de l'expliciter, ce qui fournit ainsi une borne sur le temps de vie de la turbulence bidimensionnelle. On montre ensuite que les tourbillons d'Oseen sont asymptotiquement stables en tant que fluides à densité variable, retrouvant également, par là-même, le résultat de Gallay et Wayne pour des écoulements incompressibles faiblement inhomogènes et lents. Quant aux fluides compressibles faiblement inhomogènes, on établit qu'ils se comportent essentiellement comme des fluides à densité constante dès lors que l'on considère des écoulements lents et de circulation nulle
This report investigates the long-time asymptotic behaviour of viscous bidimensional fluids, either homogeneous or weakly-inhomogeneous. Regarding homogeneous fluids, Thierry Gallay and C. Eugene Wayne have shown the major role of a family of self-similar solutions, the Oseen vortices, which attracts any solution of the Navier-Stokes equation with a finite measure as initial vorticity and non-zero circulation. Their result is non-explicit and the first task of this report is to make it explicit, getting this way a bound for the time-life of bidimensional turbulence. Then is shown the asymptotic stability of the Oseen vortices as density-dependent fluids, which also enables one to recover the result of Gallay and Wayne for slow weakly-inhomogeneous incompressible fluids. At last, it is proved that slow weakly-inhomogeneous compressible fluids, with zero circulation, behave asymptotically mainly as homogeneous fluids

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Feng, Qingqing. "Développement d'une méthode d'éléments finis multi-échelles pour les écoulements incompressibles dans un milieu hétérogène." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX047/document.

Full text

Abstract:

Le cœur d'un réacteur nucléaire est un milieu très hétérogène encombré de nombreux obstacles solides et les phénomènes thermohydrauliques à l'échelle macroscopique sont directement impactés par les phénomènes locaux. Toutefois les ressources informatiques actuelles ne suffisent pas à effectuer des simulations numériques directes d'un cœur complet avec la précision souhaitée. Cette thèse est consacré au développement de méthodes d'éléments finis multi-échelles (MsFEMs) pour simuler les écoulements incompressibles dans un milieu hétérogène avec un coût de calcul raisonnable. Les équations de Navier-Stokes sont approchées sur un maillage grossier par une méthode de Galerkin stabilisé, dans laquelle les fonctions de base sont solutions de problèmes locaux sur des maillages fins prenant précisément en compte la géométrie locale. Ces problèmes locaux sont définis par les équations de Stokes ou d'Oseen avec des conditions aux limites ou des termes sources appropriés. On propose plusieurs méthodes pour améliorer la précision des MsFEMs, en enrichissant l'espace des fonctions de base locales. Notamment, on propose des MsFEMs d'ordre élevée dans lesquelles ces conditions aux limites et termes sources sont choisis dans des espaces de polynômes dont on peut faire varier le degré. Les simulations numériques montrent que les MsFEMs d'ordre élevés améliorent significativement la précision de la solution. Une chaîne de simulation multi-échelle est construite pour simuler des écoulements dans des milieux hétérogènes de dimension deux et trois
The nuclear reactor core is a highly heterogeneous medium crowded with numerous solid obstacles and macroscopic thermohydraulic phenomena are directly affected by localized phenomena. However, modern computing resources are not powerful enough to carry out direct numerical simulations of the full core with the desired accuracy. This thesis is devoted to the development of Multiscale Finite Element Methods (MsFEMs) to simulate incompressible flows in heterogeneous media with reasonable computational costs. Navier-Stokes equations are approximated on the coarse mesh by a stabilized Galerkin method, where basis functions are solutions of local problems on fine meshes by taking precisely local geometries into account. Local problems are defined by Stokes or Oseen equations with appropriate boundary conditions and source terms. We propose several methods to improve the accuracy of MsFEMs, by enriching the approximation space of basis functions. In particular, we propose high-order MsFEMs where boundary conditions and source terms are chosen in spaces of polynomials whose degrees can vary. Numerical simulations show that high-order MsFEMs improve significantly the accuracy of the solution. A multiscale simulation chain is constructed to simulate successfully flows in two- and three-dimensional heterogeneous media

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Trontin, Pierre. "Développement d'une approche de type LES pour la simulation d'écoulements diphasiques avec interface : application à l'atomisation primaire." Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00499373.

Full text

Abstract:

Alors que la simulation aux grandes échelles (L.E.S.) des écoulements monophasiques est largement répandue même dans le monde industriel, ce n'est pas le cas pour la L.E.S. d'écoulements diphasiques avec interface (c'est-à-dire d'écoulements où les deux phases liquide et gazeuse sont séparées par une interface). La difficulté majeure réside dans le développement de modèles de sous-maille adaptés au caractère diphasique de l'écoulement. Le but de ce travail est de générer une base D.N.S. dans le cadre d'écoulements diphasiques turbulents avec interface pour comprendre les interactions entre les petites échelles turbulentes et l'interface. Les différents termes sous-maille proviendront d'une analyse a priori de cette base D.N.S. Pour mener à bien ce travail, différentes techniques numériques sont testées et comparées dans le cadre de configurations turbulentes où de grandes déformations interfaciales apparaissent. Puis, l'interaction interface/turbulence est étudiée dans le cadre où les deux phases, séparées par une interface largement déformée, sont résolues par une approche D.N.S. La configuration retenue est l'interaction entre une nappe initialement plane et une T.H.I. libre. Les rapports de densités et de viscosités sont fixés à 1 pour se concentrer sur l'effet du coefficient de tension de surface. Une étude paramétrique sur le nombre de Weber est menée. Finalement, un filtrage a priori de la base D.N.S. est réalisé et les termes sous-maille qui en découlent sont comparés les uns aux autres.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Portelenelle, Brice. "La méthode LS-STAG avec schémas diamants pour l'approximation de la diffusion : une méthode de type "cut-cell" précise et efficace pour les écoulements incompressibles en géométries 3D complexes." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0136/document.

Full text

Abstract:

La méthode LS-STAG est une méthode cartésienne pour le calcul d’écoulements incompressibles en géométries complexes, qui propose une discrétisation précise des équations de Navier-Stokes dans les cut-cells, cellules polyédriques de forme complexe créées par l’intersection du maillage cartésien avec la frontière du solide immergé. Originalement développée pour les géométries 2D, son extension aux géométries 3D se heurte au défi posé par le grand nombre de types de cut-cells (108) à considérer. Récemment, la méthode LS-STAG a été étendue aux géométries complexes 3D dont la frontière est parallèle à l’un des axes du repère cartésien, où sont uniquement présentes les contreparties extrudées des cut-cells 2D. Cette étude a notamment souligné deux points à élucider pour le développement d’une méthode totalement 3D : premièrement, le calcul des flux diffusifs par un simple schéma à deux points s’est révélé insuffisamment précis dans les cut-cells 3D-extrudées du fait de la non orthogonalité. Ensuite, l’implémentation de ces flux à la paroi, qui s’effectue en imposant une discrétisation distincte pour chaque type de cut-cell extrudée, se révèle trop complexe pour être étendue avec succès aux nombreux types supplémentaires de cut-cells 3D, et doit être simplifiée et rationalisée. Dans cette thèse, le premier point est résolu en utilisant l’outil des schémas diamants, d’abord étudié en 2D pour l’équation de la chaleur puis les équations de Navier-Stokes dans l’approximation de Boussinesq, puis étendu en 3D. En outre, les schémas diamants ont permis de revisiter intégralement la discrétisation du tenseur des contraintes des équations de Navier-Stokes, où disparaît le traitement au cas par cas selon la disposition de la frontière solide dans les cut-cells. Cela a permis d’aboutir à une discrétisation systématique, précise et algorithmiquement efficace pour les écoulements en géométries totalement 3D. La validation numérique de la méthode LS-STAG avec schémas diamants est présentée pour une série de cas tests en géométries complexes 2D et 3D. Sa précision est d’abord évaluée par comparaison avec des solutions analytiques en 2D, puis en 3D par la simulation d’un écoulement de Stokes entre deux sphères concentriques. La robustesse de la méthode est notamment mise en évidence par l’étude d’écoulements autour d’une sphère en rotation, dans les régimes laminaires (stationnaire et instationnaire), ainsi que pour un régime faiblement turbulent
The LS-STAG method is a cartesian method for the computations of incompressible flows in complex geometries, which consists in an accurate discretisation of the Navier-Stokes equations in cut-cells, polyhedral cells with complex shape made by the intersection of cartesian mesh and the immersed boundary. Originally developed for 2D geometries, where only three types of generic cut-cells appear, its extension to 3D geometries has to deal with the large amount of cut-cells types (108). Recently, the LS-STAG method had been extended to 3D complex geometries whose boundary is parallel to an axis of the cartesian coordinate system, where there are only the extruded counterparts of 2D cut-cells. This study highlighted two points to deal with in order to develop a totally 3D method: firstly, the computation of diffusive fluxes by a simple 2-points scheme has shown to be insufficiently accurate in 3D-extruded cut-cells due to the non-orthogonality. In addition to that, implementation of these fluxes on the immersed boundary, which is done with a case by case discretisation according to the type of the cut-cells, appears to be too difficult for its successful extension to the several extra types of 3D cut-cells, and needs to be simplified and rationalized. In this thesis, the first point is solved by using the diamond scheme tool, firstly studied in 2D for the heat equation then for the Navier-Stokes equations in Boussinesq approximation, and finally extended to 3D. Moreover, the diamond schemes have been used to fully revisit the discretisation of shear stresses from Navier-Stokes equations, where the case by case procedure is removed. These modifications have permitted to come up with a systematic discretisation that is accurate and algorithmically efficient for flows in totally 3D geometries. The numerical validation of the LS-STAG method with diamond schemes is presented for a series of test cases in 2D and 3D complex geometries. The precision is firstly assessed by comparison with analytical solutions in 2D, then in 3D by the simulation of Stokes flow between two concentric spheres. The robustess of the method is highlighted by the simulations of flows past a rotating sphere, in laminar modes (steady and unsteady), as well as in a weakly turbulent mode

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Leroy, Agnes. "Un nouveau modèle SPH incompressible : vers l’application à des cas industriels." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1065/document.

Full text

Abstract:

Cette thèse a pour objet le développement d'un modèle numérique de simulation des fluides fondé sur la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). SPH est une méthode de simulation numérique sans maillage présentant un certain nombre d'avantages par rapport aux méthodes Eulériennes. Elle permet notamment de modéliser des écoulements à surface libre ou interfaces fortement déformées. Ce travail s'adresse principalement à quatre problématiques liées aux fondements de la méthode SPH : l'imposition des conditions aux limites, la prédiction précise des champs de pression, l'implémentation d'un modèle thermique et la réduction des temps de calcul. L'objectif est de modéliser des écoulements industriels complexes par la méthode SPH, en complément de ce qui peut se faire avec des méthodes à maillage. Typiquement, les problèmes visés sont des écoulements 3-D à surface libre ou confinés, pouvant interagir avec des structures mobiles et/ou transporter des scalaires, notamment des scalaires actifs (e.g. température). Dans ce but, on propose ici un modèle SPH incompressible (ISPH) basé sur une représentation semi-analytique des conditions aux limites. La technique des conditions aux limites semi-analytiques permet d'imposer des conditions sur la pression de manière précise et physique, contrairement à ce qui se fait avec des conditions aux limites classiques en SPH. Un modèle k-epsilon a été incorporé à ce nouveau modèle ISPH, à partir des travaux de Ferrand et al. (2013). Un modèle de flottabilité a également été ajouté, reposant sur l'approximation de Boussinesq. Les interactions entre flottabilité et turbulence sont prises en compte. Enfin, une formulation pour les frontières ouvertes dans le nouveau modèle est établie. La validation du modèle en 2-D a été réalisée sur un ensemble de cas-tests permettant d'estimer les capacités de prédiction du nouveau modèle en ce qui concerne les écoulements isothermes et non-isothermes, laminaires ou turbulents. Des cas confinés sont présentés, ainsi que des écoulements à surface libre (l'un d'eux incluant un corps solide mobile dans l'écoulement). La formulation pour les frontières ouvertes a été testée sur un canal de Poiseuille plan laminaire et sur deux cas de propagation d'une onde solitaire. Des comparaisons sont présentées avec des méthodes à maillage, ainsi qu'avec un modèle SPH quasi-incompressible (WCSPH) avec le même type de conditions aux limites. Les résultats montrent que le modèle permet de représenter des écoulements dans des domaines à géométrie complexe, tout en améliorant la prédiction des champs de pression par rapport à la méthode WCSPH. L'extension du modèle en trois dimensions a été réalisée dans un code massivement parallèle fonctionnant sur carte graphique (GPU). Deux cas de validation en 3-D sont proposés, ainsi que des résultats sur un cas simple d'application en 3-D
In this work a numerical model for fluid flow simulation was developed, based on the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method. SPH is a meshless Lagrangian Computational Fluid Dynamics (CFD) method that offers some advantages compared to mesh-based Eulerian methods. In particular, it is able to model flows presenting highly distorted free-surfaces or interfaces. This work tackles four issues concerning the SPH method : the imposition of boundary conditions, the accuracy of the pressure prediction, the modelling of buoyancy effects and the reduction of computational time. The aim is to model complex industrial flows with the SPH method, as a complement of what can be done with mesh-based methods. Typically, the targetted problems are 3-D free-surface or confined flows that may interact with moving solids and/or transport scalars, in particular active scalars (e.g. the temperature). To achieve this goal, a new incompressible SPH (ISPH) model is proposed, based on semi-analytical boundary conditions. This technique for the representation of boundary conditions in SPH makes it possible to accurately prescribe consistent pressure boundary conditions, contrary to what is done with classical boundary conditions in SPH. A k-epsilon turbulence closure is included in the new ISPH model. A buoyancy model was also added, based on the Boussinesq approximation. The interactions between buoyancy and turbulence are modelled. Finally, a formulation for open boundary conditions is proposed in this framework. The 2-D validation was performed on a set of test-cases that made it possible to assess the prediction capabilities of the new model regarding isothermal and non-isothermal flows, in laminar or turbulent regime. Confined cases are presented, as well as free-surface flows (one of them including a moving body in the flow). The open boundary formulation was tested on a laminar plane Poiseuille flow and on two cases of propagation of a solitary wave. Comparisons with mesh-based methods are provided with, as well as comparisons with a weakly-compressible SPH (WCSPH) model using the same kind of boundary conditions. The results show that the model is able to represent flows in complex boundary geometries, while improving the pressure prediction compared to the WCSPH method. The extension of the model to 3-D was done in a massively parallel code running on a Graphic Processing Unit (GPU). Two validation cases in 3-D are presented, as well as preliminary results on a simple 3-D application case

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Etcheverlepo, Adrien. "Développement de méthodes de domaines fictifs au second ordre." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821897.

Full text

Abstract:

La simulation d'écoulements dans des géométries complexes nécessite la création de maillages parfois difficile à réaliser. La méthode de pénalisation proposée dans ce travail permet de simplifier cette étape. En effet, la résolution des équations qui gouvernent l'écoulement se fait sur un maillage plus simple mais non-adapté à la géométrie du problème. Les conditions aux limites sur les parties du domaine physique immergées dans le maillage sont prises en compte à travers l'ajout d'un terme de pénalisation dans les équations. Nous nous sommes intéressés à l'approximation du terme de pénalisation pour une discrétisation par volumes finis sur maillages décalés et colocatifs. Les cas tests de vérification réalisés attestent d'un ordre de convergence spatial égal à 2 pour la méthode de pénalisation appliquée à la résolution d'une équation de type Poisson ou des équations de Navier-Stokes. Enfin, on présente les résultats obtenus pour la simulation d'écoulements turbulents autour d'un cylindre à Re=3900 et à l'intérieur d'une partie d'un assemblage combustible à Re=9500.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Chanetz, Bruno. "Contribution à l'étude du décollement tridimensionnel en écoulement turbulent incompressible." Lyon 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LYO10074.

Full text

Abstract:

Etude sur deux maquettes: 1) ellipsoide cylindre de revolution constituee d'un demi-ellipsoide de revolution allonge prolonge par un cylindre termine par un culot franc incline a 45**(o) sur l'axe longitudinal; 2) ellipsoide cylindre aplati qui a une partie avant en forme de demi-ellipsoide aplati dont les trois demi-axes ont des longueurs differentes

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Vincent, Stéphane. "Modélisation d'écoulements incompressibles de fluides non-miscibles." Bordeaux 1, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR10648.

Full text

Abstract:

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Abboud, Hyam. "Schémas à deux-grilles pour la résolution du problème de Navier-Stokes instationnaire incompressible." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00132658.

Full text

Abstract:

Dans ce travail nous nous intéressons à la résolution du problème d'évolution de Navier-Stokes incompressible totalement discrétisé en temps et en espace, en dimension deux par une méthode à deux grilles. Dans un premier temps, nous étendons la méthode à deux grilles, appliquée par V. Girault et J.-L. Lions au problème de Navier-Stokes instationnaire semi-discrétisé au problème de Navier-Stokes totalement discrétisé en temps (par un schéma d'ordre un) et en espace (par une méthode d'éléments finis d'ordre un). Dans la première étape, le problème non-linéaire est discrétisé en espace et en temps sur une grille grossière de pas d'espace H avec un pas de temps Delta t. Puis dans la deuxième étape, le problème, linéarisé autour de la vitesse u_H calculée à l'étape précédente, est discrétisé en espace sur une grille fine de pas d'espace h et le même pas de temps. L'idée de la méthode à deux grilles est que, sous des hypothèses adéquates, la contribution de u_H à l'erreur dans le terme non-linéaire en espace, est mesurée en norme L^2 en espace et en temps et a un ordre plus élevé que si elle était mesurée en norme H^1. Dans un deuxième temps, vu que le but est de gagner en ordre de convergence de l'erreur totale du schéma ainsi qu'en complexité nous étudions un schéma à deux grilles d'ordre deux en temps du problème totalement discrétisé en temps et en espace de Navier-Stokes. Nous présentons les résultats suivants: dans le cas de la résolution du schéma d'ordre un en temps, si h = H^2 = Delta t, alors l'erreur globale de l'algorithme à deux grilles est de l'ordre de h. Dans le cas du schéma d'ordre deux en temps, si h^2 = (Delta t)^2 = H^3, alors l'erreur globale de l'algorithme à deux grilles est de l'ordre de h^2: résultats identiques à ceux de la résolution directe du problème non-linéaire sur une grille fine.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Pascal, Philippe. "Contribution à l'étude d'un écoulement tourbillonnaire en fluide incompressible." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1992. http://www.theses.fr/1992STR13029.

Full text

Abstract:

Les tourbillons peuvent avoir des répercussions importantes sur les conditions de vol à grande incidence et des engins munis d'ailes à forte flèche. Une étude théorique a été effectuée afin de mettre au point une méthode de calcul susceptible de décrire un tourbillon. A cet effet, des comparaisons ont été faites entre différentes méthodes de prédétermination de l'évolution d'un tourbillon dans son processus d'éclatement. Ces méthodes sont fondées sur l'hypothèse d'axisymètrie, et sur un traitement statistique classique de la turbulence avec fermeture en un point. Une confrontation du calcul avec l'expérience permet de vérifier le réalisme de la théorie et de valider les modèles de turbulence. D'autre part, une étude expérimentale, en soufflerie, a été réalisée afin de quantifier l'influence de la turbulence sur le développement d'un tourbillon non éclaté, en utilisant un dispositif produisant un tourbillon de bout d'aile. La structure interne du tourbillon présente, au centre, une survitesse qui diminue selon la direction longitudinale. Le champ de vitesse extérieur est bien représenté par un tourbillon potentiel. La présence de mouvements latéraux d'ensemble de l'écoulement induit des fluctuations à basses fréquences, qui se superposent à la turbulence proprement dite

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Heib, Sébastien. "Nouvelles discrétisations non structurées pour des écoulements de fluides à incompressibilité renforcée." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066154.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Fernández, Miguel Ángel. "Contributions aux méthodes numériques pour les problèmes couplés et les écoulements incompressibles." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00854590.

Full text

Abstract:

Les travaux résumés dans ce mémoire s'articulent, essentiellement, autour des deux thématiques suivantes: la modélisation et la simulation numériques de systèmes couplés (Chapitres 1-3) et les méthodes d'éléments finis stabilisées pour des problèmes transitoires (Chapitre 4). Ces travaux sont essentiellement motivés par l'étude de la stabilité aéroélastique de structures du génie civil et la simulation numérique de l'écoulement du sang et de l'électrophysiologie cardiaque. Dans le cadre de l'interaction fluide-structure, nous couplons les équations de Navier-Stokes en domaine mobile avec l'équation de l'élastodynamique non-linéaire. Nous étudions la stabilité des états d'équilibre du système à partir de l'analyse des solutions harmoniques d'un problème linéaire spécifique. Dans le contexte de la simulation temporelle, nous proposons une méthode de Newton exacte pour la résolution des schémas de couplage implicite. Puis nous nous intéressons à la question suivante: comment éviter le couplage fort sans compromettre la stabilité? Cette question est abordée de deux points de vue différents: via le couplage semi-implicite avec projection et par un traitement faible approprié des conditions d'interface au niveau discret. Nous abordons aussi la simulation numérique des ECG en utilisant un modèle mathématique 3D complet, entièrement basée sur des EDP/EDO. Les principaux ingrédients de ce modèle sont: dynamique phénoménologique au niveau cellulaire, équation bidomaine (dans le cœur) et équation de Laplace généralisée (dans le torse). D'autres aspects essentiels à la modélisation sont élucidés, ce qui nous permet de simuler des ECGs complets réalistes. Quelques schémas de discrétisation en temps pour l'équation bidomaine et le système couplé cœur-torse sont analysés. Enfin, nous généralisons la méthode de pénalisation intérieure conforme au problème d'Oseen et aux équations de Navier-Stokes transitoires. Des estimations d'erreur a priori (uniformes par rapport à la viscosité) sont fournies pour des approximations vitesse/pression du même ordre. Une analyse d'erreur abstraite pour des méthodes de stabilisation symétriques est présentée pour l'équation de Stokes et l'équation de réaction-advection-diffusion transitoires. Dans le cas de Stokes, nous montrons que l'instabilité des petits pas de temps peut être éliminée par un choix judicieux de l'approximation de la vitesse initiale. Pour l'équation de réaction-advection-diffusion, nous contournons le problème de la réduction de la structure creuse de la matrice (due à l'opérateur de stabilisation) par un traitement explicite de la stabilisation.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Deschamps, Véronique. "Simulation numérique de la turbulence inhomogène incompressible dans un écoulement de canal plan." Toulouse, INPT, 1988. http://www.theses.fr/1988INPT073H.

Full text

Abstract:

Modelisation par les equations de navier-stokes pour un fluide incompressible dans le cas de conditions aux limites periodiques dans les directions homogenes et de conditions d'adherence dans la direction inhomogene. On montre le role du gradient de pression impose dans la prediction du debit volumique et de l'energie de l'ecoulement. Discretisation par des schemas aux differences finies d'ordre 4 en espace et d'ordre 2 en temps et une condition d'incompressibilite globale

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Pluvinage, Franck. "Effets d’interfaces poroélastiques sur la stabilité d’un écoulement incompressible cisaillé." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2036/document.

Full text

Abstract:

L’objectif de ce travail est d’étendre l’étude locale de la stabilité linéaire des interactions fluide-structure à des domaines peu ou pas encore abordés dans la littérature ; l’influence des interfaces poroélastiques sur les couches limites bidimensionnelles, tridimensionnelles, ou aspirées, ainsi que l’écoulement dans une canopée modélisé par un profil de vitesse réaliste, sont ainsi traités. Les résultats révèlent que dans les couches limites 3D, la compliance réduit le domaine d’instabilité du mode TS dominant mais fait apparaître des modes hydroélastiques ; à l’inverse, la perméabilité stabilise ces derniers tout en déstabilisant l’onde TS, s’apparentant en cela à un amortissement. Sur les ailes en flèche, la transition dépend localement d’instabilités nommées tourbillons Crossflow (CF) d’origine non-visqueuse ; l’effet déstabilisant de la perméabilité sur celles-ci est presque nul tandis que son action positive sur les modes hydroélastiques reste intact, offrant des perspectives prometteuses. Dans le domaine des couches limites aspirées, la quasi-totalité des études publiées reposent sur l’hypothèse d’une perméabilité négligeable et d’une paroi rigide ; or il est démontré ici que la perméabilité (indissociable de la succion) exerce même à faible dose une déstabilisation sur la perturbation dominante et que la compliance (pouvant résulter d’un allègement) provoque l’apparition d’une instabilité absolue. Pour finir, l’attention est portée sur les écoulements dans une canopée -assimilables à des couches de mélange. La stabilité linéaire de l’onde nommée monami ou honami est étudiée sur la base d’un profil de vitesse moyenne réaliste calculé numériquement, puis comparé aux résultats obtenus avec le profil en lignes brisées usuellement employé. L’effet de la force de traînée, communément considéré comme amortissant, se révèle au contraire déstabilisant lorsqu’il est pris en compte dès le calcul du profil de vitesse moyenne
Local linear stability of fluid-structure interactions is investigated in uncustomary fields such as swept, unswept and asymptotic suction incompressible boundary layers developing over compliant, porous plates –in the limit of small permeability– or relatistically-modeled incompressible flows over a canopy. Results show that compliance has a stabilizing effect on the 3D most instable hydrodynamic mode but allows hydroelastic modes to emerge, which take the form of travelling wave flutter instabilities ; conversely, permeability tends to damp the latter ones but to destabilize the former ones. Transition on swept wings also locally depends on 3D unviscid instabilities called Crossflow vortices, hardly unstabilized by permeability ; this provides promizing outlets, since permeability has still a strong positive effect on 3D hydroelastic modes. In the field of incompressible parallel boundary layer flows with uniform suction through the wall, most of the existing studies are based on the assumption that plate’s porosity and flexibility are negligible. Nevertheless, proof is given here that permeability (linked to suction) exerts a strong destabilizing effect on the Tollmien-Schlichting most instable mode. Besides, compliance (that can result from lightering measures) reveals to provoke an absolute instability that is likely to contaminate the entire domain. Finally, attention is paid to incompressible flows across a canopy, that are similar to mixing layers. Linear stability of the coherent motions called monami or honami is adressed using a relatistically-computed velocity profile, then compared to the results obtained with the customary piecewise linear velocity profile. Then, drag force variations are taken into account as soon as velocity profile computing. The result is that drag happens to have a destabilizing effect on the flow, instead of the commonly admitted damping effect

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Taymans, Claire. "Solving Incompressible Navier-Stokes Equations on Octree grids : towards Application to Wind Turbine Blade Modelling." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0157/document.

Full text

Abstract:

Le sujet de la thèse est le développement d'un outil numérique qui permet de modéliser l'écoulement autour des pales d'éoliennes. Nous nous sommes intéressés à la résolution des équations de Navier-Stokes en incompressible sur des maillages de type octree où les échelles plus petites en proche parois ont été modélisées par la méthode dite des wall functions. Un procédé d'adaptation automatique du maillage (AMR) a été développé pour affiner le maillage dans les zones où la vorticité est plus importante. Le modèle de structure d'une pale d'éolienne a été également implémenté et couplé avec le modèle fluide car une application de l'outil numérique est l'étude des effets des rafales de vent sur les pales d'éolienne. Un travail expérimental a été mené sur une éolienne avec une mesure de vent en amont. Ces données permettent ainsi de calibrer et valider les modèles numériques développés dans la thèse
The subject of the thesis is the development of a numerical tool that allows to model the flow around wind blades. We are interested in the solving of incompressible Navier-Stokes equations on octree grids, where the smallest scales close to the wall have been modelled by the use of the so-called Wall Functions. An automatic Adaptive Mesh Refinement (AMR) process has been developed in order to refine the mesh in the areas where the vorticity is higher. The structural model of a real wind blade has also been implemented and coupled with the fluid model. Indeed, an application of the numerical tool is the study of the effects of wind gusts on blades. An experimental work has been conducted with an in-service wind turbine with the measurement of wind speed upstream. This data will allow to calibrate and validate the numerical models developed in the thesis

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Gartner, Nicolas. "Identification de paramètres hydrodynamiques par simulation avec Smoothed Particle Hydrodynamics." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2020. http://www.theses.fr/2020TOUL0004.

Full text

Abstract:

Cette thèse porte sur les techniques de simulations des interactions dynamiques entre un véhicule sous-marin et l'eau qui l'entoure. L'objectif principal est de proposer une solution satisfaisante pour pouvoir, en amont du processus de conception, tester des algorithmes de contrôle et des formes de coques pour véhicules sous-marins. Il serait alors intéressant de pouvoir simuler en même temps la dynamique du solide et celle du fluide. L'idée développée dans cette thèse est d'utiliser la technique Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH), qui est très récente et qui modélise le fluide comme un ensemble de particules sans maillage. Afin de valider les résultats de simulations une première étude a été réalisée avec un balancier hydrodynamique. Cette étude a permis la mise au point d'une méthode innovante d'estimation de paramètre hydrodynamique (forces de frottement et masse ajoutée) qui est plus robuste que les méthodes existantes lorsqu'il est nécessaire d'utiliser des dérivées numériques du signal mesuré. Ensuite, l'utilisation de deux types de solveur SPH : Weakly Compressible SPH et Incompressible SPH, est validée en suivant la démarche de validation proposée dans cette thèse. Sont étudiés, premièrement, le comportement du fluide seul, deuxièmement, un cas hydrostatique, et enfin un cas dynamique. L'utilisation de deux méthodes de modélisation de l'interaction fluide-solide : la méthode de réflexion de la pression et la méthode d'extrapolation est étudiée. La capacité d'atteindre une vitesse limite due aux forces de frottement est démontrée. Les résultats d'estimation des paramètres hydrodynamiques à partir des essais de simulation est finalement discutée. La masse ajoutée simulée du solide s'approche de la réalité, mais les forces de frottement semblent actuellement ne pas correspondre à la réalité. Des pistes d'améliorations pour pallier à ce problème sont proposées
This thesis focuses on techniques that allows the simulation of dynamic interactions between an underwater vehicle and the surrounding water. The main objective is to propose a satisfactory solution to be able to test control algorithms and hull shapes for underwater vehicles upstream of the design process. In those cases, it would be interesting to be able to simulate solid and fluid dynamics at the same time. The idea developed in this thesis is to use the Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH) technique, which is very recent, and which models the fluid as a set of particles without mesh. In order to validate the simulation results a first study has been performed with a hydrodynamic pendulum. This study allowed the development of an innovative method for estimating the hydrodynamic parameters (friction forces and added mass) which is more robust than previous existing methods when it is necessary to use numerical derivatives of the measured signal. Then, the use of two types of SPH solver: Weakly Compressible SPH and Incompressible SPH, is validated following the validation approach proposed in this thesis. Firstly, the behaviour of the fluid alone is studied, secondly, a hydrostatic case, and finally a dynamic case. The use of two methods for modelling the fluid-solid interaction: the pressure mirroring method and the extrapolation method is studied. The ability to reach a limit velocity due to friction forces is demonstrated. The results of the hydrodynamic parameters estimation from simulation tests are finally discussed. The simulated added mass of the solid approaches reality, but the friction forces currently seem not to correspond to reality. Possible improvements to overcome this problem are proposed

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Jelliti, Miloud. "Transition du régime laminaire au régime turbulent : effets de la tridimensionnalité et de la compressibilité." Toulouse, ENSAE, 1986. http://www.theses.fr/1986ESAE0005.

Full text

Abstract:

On développe une méthode numérique de volumes finis. La région de transition y est modélisée à l'aide de la méthode d'intermittence. Application aux cas d'une aile flèche infinie, d'une aile effilée et d'un ellipsoide de révolution en incidence.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Schneider, Lauriane. "Développement d'un modèle numérique pour l'écoulement triphasique de fluides incompressibles." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAH002/document.

Full text

Abstract:

La modélisation des hydrosystèmes souterrains est devenue un outil crucial dans la gestion des ressources d'eaux souterraines ainsi que pour la surveillance des sites contaminés. L'objectif de ce travail de thèse est de modéliser l'écoulement d'une phase non-aqueuse liquide dense (DNAPL) dans les sols, et de développer un code pour la simulation des écoulements triphasiques de fluides incompressibles en milieux poreux. Le modèle mathématique pour les écoulements multiphasiques de fluides en milieux poreux est généralement constitué d'une équation de pression et de deux équations de saturation. Notre approche est fondée sur une formulation en pression globale : elle permet un découplage partiel des équations de pression et de saturations, et elle est plus efficace en termes de résolution numérique. Le nouveau modèle est discrétisé selon un schéma IMPES. Dans ce travail de thèse, la méthode des Eléments Finis Discontinus de Galerkine est combinée à un schéma de Godunov généralisé pour la résolution de la partie convective de l'équation de saturation. Un écoulement diphasique non miscible avec effets gravitaires importants et sans capillarité a été simulé. Une analyse fonctionnelle démontre que le profil de saturation de la phase non-aqueuse entrante dépend essentiellement du rapport de la vitesse totale sur la différence de densité entre la phase non aqueuse et l'eau. Le code développé a permis de simuler un drainage gravitaire à grande échelle. Enfin, un modèle numérique non-linéaire d'écoulement triphasique de fluides utilisant la Méthode des Lignes est introduit. Les causes d'oscillations instables du système en zone elliptique sont examinées. Des méthodes de relaxation et la construction d'un modèle de perméabilités relatives vérifiant la condition de Différentielle Totale sont envisagées
Numerical simulation has become a crucial tool in addressing water-resource management and other environmental problems such as polluted sites monitoring. The aim of this work is to model the flow of a dense non aqueous phase liquid (DNAPL) in the subsurface by developing a numerical code to simulate three-phase (DNAPL, water, and gas), incompressible flow in porous media. The mathematical model for multiphase flow in porous media is generally composed of a system of one pressure and two saturation equations. Our approach is based on a global pressure model : it leads to a partial decoupling of the pressure and the saturation equation and is more efficient from the computational point of view. The new model is discretized by a Mixed Hybrid Finite Elements Method (MHFEM), Discontinuous Galerkin Finite Elements (DGFEM), IMPES resolution method. In this work, the DGFEM scheme is combined with a generalised Godunov scheme to solve the convective part of the saturation equation. An immiscible two-phase flow with predominant gravity effects and whithout capillary effects has been modelled. It has been shown that the saturation profile of a displacing non-aqueous phase liquid (NAPL) in an initially water-saturated porous medium depends strongly on the ratio between the total specific discharge and the density difference between the NAPL and water. The 2D-code enabled a simulation of a large-scale gravity drainage. Finally, a non-linear three-phase 1D flow formulation using Method of Lines (MOL) has been introduced. Unstable oscillatory behavior of the system when the initial state are in the elliptic region of the ternary diagram is examined. Non-equilibrium formulation and construction of relative permeability model satisfying the Total-Differential are foreseen

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Sapa, Bertrand. "Contribution à l'extension d'un schéma incompressible pour les flammes à bas nombre de Froude." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2011. http://www.theses.fr/2011ESMA0004.

Full text

Abstract:

Une première approche de la simulation des incendies est menée à l'aide du code CFD d'EDF R&D Code_Saturne. Une extension de son schéma incompressible et une adaptation des conditions limites libres sont développées afin de traiter des flammes à bas nombre de Froude instationnaires et dominées par la convection naturelle grâce à une modélisation URANS. La turbulence est traitée à l'aide d'un modèle k − ε tenant compte de la gravité. La combustion est traitée à l'aide d'une réaction globale infiniment rapide et l'interaction avec la turbulence par une approche statistique présumant une fonction densité de probabilité. L'équation des transferts radiatifs est résolue à l'aide de la méthode des ordonnées discrètes. Les propriétés radiatives du milieu sont estimées à l'aide d'un modèle à larges bandes. Le modèle semi-empirique utilisé pour les suies tient compte des processus de nucléation, croissance, agglomération et oxydation. Le modèle est appliqué à des panaches thermiques et d'hélium, configurations proches des feux. Le gain minime apporté par les fermetures testées sur le modèle de turbulence suggère que le calcul des flux turbulents scalaires est plus important. En revanche, le gain lié au schéma faiblement compressible est considérable. Le modèle est ensuite appliqué à deux types de feu. Sur le feu de nappe, un maillage fin est nécessaire pour pallier un défaut de turbulence et obtenir une bonne prédiction sur les grandeurs caractéristiques. Cette conclusion est modérée par les résultats obtenus sur le feu de compartiment pour lequel les prédictions sont raisonnables malgré les maillages grossiers utilisés, le rayonnement des fumées et des parois ayant une forte influence
As a first step for fire simulation, an extension of the incompressible scheme and adaptations for the free boundary limits have been developed in Code_Saturne, EDF R&D's fluid mechanic software. This numerical approach is aimed to handle unsteady low Froude number flames dominated by natural convection. The turbulence model is a k − ε with gravity effects. The combustion model uses an infinitely fast one-step reaction with a presumed probability density function. The radiative transfer equation is solved with the discrete ordinates method. The radiative properties are computed thanks to a wide band model. Nucleation, growth, agglomeration and oxidation of soot are treated with a semi-empirical model. The model was applied to steady thermal plumes and a helium plume, configurations closed to fire. Benefits from tested closures on buoyant production term are negligible and suggest that closure of turbulent fluxes is more important. However, benefits from the weakly compressible scheme is significant, in particular on unsteady behaviour. The computed, time-averaged velocity and temperature profiles are compared with experimental data, and a relatively good agreement is attained. Then the model was applied to a pool fire and a compartment fire. With the pool fire, using a fine mesh is needed to balance a lack of turbulence production and get a good prediction on fire characteristics. This conclusion is moderate for the compartment fire. Although the mesh used is coarse, the predictions are reasonable, due to the strong influence of radiation from smoke and walls

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Gonidec, Patrick. "Contribution expérimentale et numérique à l'étude de l'aérodynamique des corps fuselés en incidence." Toulouse, ENSAE, 1992. http://www.theses.fr/1992ESAE0003.

Full text

Abstract:

Dans une première partie les grandes lignes de l'aérodynamique des corps fuselés aux incidences faibles et moyennes sont exposées. Les diverses méthodes couramment utilisées sont passées en revue ; leurs avantages et défauts sont discutés. La deuxième partie présente la topologie des écoulements tridimensionnels, nécessaire au dépouillement des essais effectués. Les diverses expériences sont décrites dans la troisième partie du mémoire. Elles mettent en évidence le rôle du nombre de Reynolds de l'écoulement. Une explication est donnée de l'évolution du décollement de la couche limite le long du fuselage. Une formule expérimentale a été établie pour estimer la position de cette séparation sur le corps ogivo-cylindrique étudié lors des essais. Les pressions pariétales, la position de la transition, les vitesses au-dessus de l'extrados ont également fait l'objet d'une étude expérimentale. Les conclusions de cette partie permettent d'étayer un modèle fluide parfait de ce type de configuration. Un programme utilisant la méthode des singularités de seconde génération a donc été écrit. L'effet des enroulements d'extrados est représenté par des surfaces de glissement modélisées par des nappes porteuses de singularités (doublets normaux). Leur positionnement dans l'espace s'effectue itérativement de manière à vérifier les conditions de Rankine-Hugoniot stationnaires. Sa structure est exposée dans la dernière partie du mémoire, ainsi que les principaux résultats obtenus.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Bert, Paul-Frédéric. "Modélisation des écoulements instationnaires dans les turbomachines par une méthode éléments finis." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0218.

Full text

Abstract:

Les ecoulements en turbomachiens sont intrinsequement instationnaires. Parmi les differentes sources d'instationnarite, il apparait que les effets de l'interaction d'aubage sont dominants. D'une part, ils sont presents a tous les regimes de fonctionnement de la machine et d'autre part, la frequence reduite qui leur est associee est generalement importante. Outre la description des phenomenes physiques non-constants dans le temps, il devient indispensable de fournir a l'ingenieur un outil de simulation detaillee des ecoulements dans l'ensemble de la turbomachine. L'objectif de l'etude est de developper cet outil a partir d'un code de calcul qui resout les equations de navier-stokes en moyenne de reynolds. Une methode de decomposition de domaines a ete etendue a la discretisation elements finis non-conforme. L'analyse du schema numerique en deux dimensions a permis de proposer une technique de couplage pour les problemes tridimensionnels ou, la compatibilite est assuree avec les conditions aux limites de paroi et de periodicite. Les differentes configurations topologiques rencontrees dans les machiens tournantes ont ete testees sur des geometries simples pour valider largement les nouveaux algorithmes. L'etude des phenomenes d'interaction a ete realisee dans un ventilateur tangentiel et une pompe centrifuge. Dans chacun des cas, un modele stationnaire vient completer l'analyse et les comparaisons avec les donnees experimentales. Les resultats corrects obtenus permettent d'envisager des perspectives larges pour l'outil numerique. L'objectif final demeure l'amelioration des performances des machines

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

Jaeger, Marc. "Simulation numérique d'écoulements turbulents incompressibles et isothermes de fluides newtoniens par éléments finis tridimensionnels." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD273.

Full text

Abstract:

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Cai, Shang-Gui. "Computational fluid-structure interaction with the moving immersed boundary method." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2276/document.

Full text

Abstract:

Dans cette thèse, une nouvelle méthode de frontières immergées a été développée pour la simulation d'interaction fluide-structure, appelée la méthode de frontières immergées mobiles (en langage anglo-saxon: MIBM). L'objectif principal de cette nouvelle méthode est de déplacer arbitrairement les solides à géométrie complexe dans un fluide visqueux incompressible, sans remailler le domaine fluide. Cette nouvelle méthode a l'avantage d'imposer la condition de non-glissement à l'interface d'une manière exacte via une force sans introduire des constantes artificielles modélisant la structure rigide. Cet avantage conduit également à la satisfaction de la condition CFL avec un pas de temps plus grand. Pour un calcul précis de la force induite par les frontières mobiles, un système linéaire a été introduit et résolu par la méthode de gradient conjugué. La méthode proposée peut être intégrée facilement dans des solveurs résolvant les équations de Navier-Stokes. Dans ce travail la MIBM a été mise en œuvre en couplage avec un solveur fluide utilisant une méthode de projection adaptée pour obtenir des solutions d'ordre deux en temps et en espace. Le champ de pression a été obtenu par l'équation de Poisson qui a été résolue à l'aide de la méthode du gradient conjugué préconditionné par la méthode multi-grille. La combinaison de ces deux méthodes a permis un gain de temps considérable par rapport aux méthodes classiques de la résolution des systèmes linéaires. De plus le code de calcul développé a été parallélisé sur l'unité graphique GPU équipée de la bibliothèque CUDA pour aboutir à des hautes performances de calcul. Enfin, comme application de nos travaux sur la MIBM, nous avons étudié le couplage "fort" d'interaction fluide-structure (IFS). Pour ce type de couplage, un schéma implicite partitionné a été adopté dans lequel les conditions à l'interface sont satisfaites via un schéma de type "point fixe". Pour réduire le temps de calcul inhérent à cette application, un nouveau schéma de couplage a été proposé pour éviter la résolution de l'équation de Poisson durant les itérations du "point fixe". Cette nouvelle façon de résoudre les problèmes IFS a montré des performances prometteuses pour des systèmes en IFS complexe
In this thesis a novel non-body conforming mesh formulation is developed, called the moving immersed boundary method (MIBM), for the numerical simulation of fluid-structure interaction (FSI). The primary goal is to enable solids of complex shape to move arbitrarily in an incompressible viscous fluid, without fitting the solid boundary motion with dynamic meshes. This novel method enforces the no-slip boundary condition exactly at the fluid-solid interface with a boundary force, without introducing any artificial constants to the rigid body formulation. As a result, large time step can be used in current method. To determine the boundary force more efficiently in case of moving boundaries, an additional moving force equation is derived and the resulting system is solved by the conjugate gradient method. The proposed method is highly portable and can be integrated into any fluid solver as a plug-in. In the present thesis, the MIBM is implemented in the fluid solver based on the projection method. In order to obtain results of high accuracy, the rotational incremental pressure correction projection method is adopted, which is free of numerical boundary layer and is second order accurate. To accelerate the calculation of the pressure Poisson equation, the multi-grid method is employed as a preconditioner together with the conjugate gradient method as a solver. The code is further parallelized on the graphics processing unit (GPU) with the CUDA library to enjoy high performance computing. At last, the proposed MIBM is applied to the study of two-way FSI problem. For stability and modularity reasons, a partitioned implicit scheme is selected for this strongly coupled problem. The interface matching of fluid and solid variables is realized through a fixed point iteration. To reduce the computational cost, a novel efficient coupling scheme is proposed by removing the time-consuming pressure Poisson equation from this fixed point interaction. The proposed method has shown a promising performance in modeling complex FSI system

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Copie, Marie-Laurence. "Stabilité linéaire et faiblement non linéaire d'une couche limite pour un fluide incompressible avec l'approche PSE." Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0006.

Full text

Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude de la stabilité d'une couche limite en fluide incompressible. On a considéré des écoulements bidimensionnels et le cas d'une couche limite se développant sur une aile en flèche. Nous avons utilisé le modèle PSE (Parabolized Stability Equations) proposé par Herbert. Ce modèle permet de s'affranchir de l'hypothèse d'écoulement parallèle nécessaire pour la théorie locale (Orr-Sommerfeld). Il permet en outre de prendre en compte des interactions non linéaires. Les codes développés, en bidimensionnel et en tridimensionnel, ont permis d'apporter des éclairages nouveaux sur les mécanismes d'instabilité : mécanismes de résonance en 2D (résonances subharmonique et fondamentale), effets non parallèles en 3D (effet déstabilisant de saturation des amplitudes), mécanismes non linéaires en 3D (phénomène de saturation des amplitudes). On a notamment analysé des résultats expérimentaux obtenus au Département. Ces résultats représentent une contribution au problème de la prévision de la transition naturelle ; toutefois, l'étude des mécanismes non linéaires en tridimensionnel doit être poursuivie. Cette étude doit également être complétée par des études de réceptivité.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Sharifi, Tashnizi Ebrahim. "Contribution à l'étude de la couche limite turbulente et de son décollement dans les diffuseurs plan et à symétrie de révolution." Valenciennes, 2000. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/452fe014-da49-425a-85c0-c44ce149ed5a.

Full text

Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire consiste en l'étude de la couche limite turbulente dans des diffuseurs plan et à symétrie de révolution dans l'hypothèse d'un fluide incompressible. On propose une méthode approchée de traiter la couche limite turbulente d'un écoulement plan et à symétrie de révolution. Elle est basée sur une variante de la théorie phénoménologique semi-empirique développée récemment dans le cas plan analogue. Les résultats obtenus, en appliquant cette méthode simple à une seule couche, sont satisfaisants. Une procédure de calcul efficace et rapide a ensuite été développée afin d'étudier la couche limite turbulente asymétrique dans les diffuseurs plans en régime transitoire. Les singularités qui peuvent se produire dans le calcul ont été analysées et supprimées grâce à un algorithme combinant la méthode de Stanford et la méthode approchée. Cette procédure de calcul permet de considérer deux couches limites distinctes asymétrique et de déterminer le point de décollement. Une analyse comparative avec certains résultats expérimentaux, a permis d'établir les domaines d'applicabilité et validité de ces deux méthodes dans le cas des diffuseurs plans et à symétrie de révolution.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Depriester, Jean-Philippe. "Méthode inverse pour la résolution des équations d'Euler en fluide incompressible : application au dessin des roues de turbomachines." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10084.

Full text

Abstract:

Pour dessiner un aubage de turbomachine qui réalise une structure d'écoulement aussi homogène et contrôlée que possible, on propose une démarche inverse aube-à-aube quasi-tridimensionnelle inspirée de la technique s#1 - s#2, qui modélise l'écoulement stationnaire d'un fluide incompressible non visqueux. Cette modélisation présente la double particularité d'utiliser d'une part un maillage porte par les lignes de courant de l'écoulement et d'autre part une technique itérative qui permet d'assembler toutes les équations locales et les conditions aux limites dans un même système linéaire résolu en bloc à chaque pas du calcul. Ce système établit une interdépendance entre la position des parois du canal inter aubes et les grandeurs physiques de l'écoulement sur ces parois
On montre que ce modèle peut s'appliquer à la fois à une démarche directe dans laquelle des conditions de glissement sont imposées sur les parois de l'aubage et à une démarche inverse dans laquelle ces dernières sont remplacées par des contraintes imposées à l'écoulement. On expose d'abord les principes de la modélisation et on en teste la validité en mode direct sur la géométrie de roues de pompe centrifuge shf et de turbine Francis. On met ensuite au point une méthodologie inverse aube-à-aube dans le cas bidimensionnel simple d'un domaine de calcul réduit à une seule surface s#1 plane. On choisit plus particulièrement de poser des problèmes hybrides pour lesquels l'épaisseur de l'aubage est une donnée figée du problème et dans lesquels on utilise des contraintes sur la différence de pression intrados-extrados et sur la circulation absolue moyenne en sortie de l'aubage de manière à contrôler le chargement de l'aubage et son transfert énergétique. On étend enfin cette méthodologie inverse dans un cadre quasi-tridimensionnel au dessin de la forme tridimensionnelle en d'aubages dans le cas de canaux inter aubes à la géométrie méridienne quelconque, tels ceux d'un diffuseur hélico-centrifuge, d'une roue de pompe centrifuge et d'une roue de turbine Francis

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

Oblé, Frédéric. "Modélisation des grandes structures lors du décrochage tournant dans une route axiale en fluide incompressible." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10075.

Full text

Abstract:

L'étude des écoulements internes instationnaires dans les turbomachines a fait l'objet de nombreux travaux expérimentaux. Ceux-ci ont montre qu'en présence de décrochage tournant l'écoulement s'organise en de grosses structures tourbillonnaires tridimensionnelles appelées cellules. Ces travaux montrent par ailleurs que la zone d'entrée de la roue dans la cellule est le lieu d'un pic de contrepression qui semble être maintenu par les échanges de quantité de mouvement dans les espaces inter-roues. L'objectif de cette thèse est proposer dans un cadre incompressible un modèle numérique capable de rendre compte de cette structure particulière du phénomène établi. Le schéma utilise est présente dans une première partie. Il conduit à la résolution d'une équation de poisson pour la pression pour laquelle on développe une méthode itérative. Elle consiste à résoudre exactement les grandes échelles par une méthode spectrale et a approximer les petites échelles par une technique de singularités tronquées. La deuxième partie est consacrée à la résolution de l'équation de poisson. Le problème est traité par une technique de décomposition en sous-domaines. On présente une technique de raccordement qui réduit les discontinuités introduites sur les frontières interdomaines par la résolution séparée de l'équation dans chaque sous-domaine. Cette méthode est adaptée à une mise en oeuvre sur un calculateur a architecture modérément parallèle. La résolution en pression est introduite dans un schéma numérique ale et dans un schéma de type predicteur-correcteur. Enfin on propose une application bidimensionnelle et tridimensionnelle. La présentation des résultats obtenus fait l'objet de la troisième et de la quatrième partie respectivement.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Hammouti, Abdelkader. "Simulation numérique directe en différence finie de l'écoulement d'un fluide incompressible en présence d'interfaces rigides." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00511607.

Full text

Abstract:

Le développement de méthodes numériques pour simuler les équations de Navier-Stokes en présence de parois rigides est un sujet en très actif. Si la littérature abonde de résultats de convergence et de stabilité, les méthodes à pas fractionnaire introduisent très généralement, des erreurs de couche limite pour la pression. Ce problème, déjà présent près de parois conformes à la discrétisation, devient particulièrement critique près de parois non-conformes, une situation que l'on rencontre dès que l'on souhaite s'affranchir de toute forme de remaillage avec des objets mobiles, par exemple. L'objectif de cette thèse est de résoudre les équations de Navier-Stokes incompressible pour obtenir avec précision le champ de vitesse et le champ de pression par une méthode de différence finie. Cette question nous a conduit à reformuler le problème de Stokes instationnaire à deux dimensions à l'aide de la fonction courant psi et d'une fonction phi conjuguée de la pression. Nous avons implémenté une première méthode pour traiter le problème de Stokes dans cette représentation. Le développement d'un schéma original pour résoudre le problème de Poisson-Neumann en domaine irrégulier, nous a permis de proposer une seconde méthode de résolution du problème de Stokes incompressible dans une formulation plus classique, Pression-vitesse-vorticité. Ces deux types d'algorithmes permettent d'obtenir une convergence d'ordre 2 en espace pour tous les champs du problème.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Vaudor, Geoffroy. "Atomisation assistée par un cisaillement de l'écoulement gazeux. Développement et validation." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES024.

Full text

Abstract:

L'atomisation assistée permet de transformer un jet liquide en gouttes à l'aide d'un jet gazeux co-courant rapide. Ce procédé est mis en œuvre dans certains moteurs cryotechniques et systèmes de propulsion aéronautique. L'étude numérique de ces configurations est cependant difficile à réaliser en raison du fort cisaillement couplé au fort rapport de masse volumique entre les phases liquide et gazeuse qui rendent la plupart des solveurs instables dont le solveur ARCHER développé au CORIA. Des développements numériques sur la modélisation des termes convectifs, à partir des travaux de Rudman, ont été réalisés. L'idée conductrice est de rétablir la consistance entre le transport numérique de la masse et celui de la quantité de mouvement. La discrétisation proposée nécessite le transport de l'interface sur une grille duale. Cette méthode s'est avérée stable mais coûteuse numériquement. Une nouvelle discrétisation, permettant de s'affranchir de la seconde grille est proposée et validée sur différents cas tests. Des études expérimentales sur l'atomisation assistée ont été menées au laboratoire LEGI depuis de nombreuses années et les nouveaux schémas numériques implémentés au cours de ce travail ont permis la simulation numérique d'un film liquide cisaillé 2D et d'un jet coaxial liquide en 3D que l'on a comparés aux résultats expérimentaux
Assisted atomization enables to transform a liquid jet into drops using a co-flowing high-speed gas jet. This method is applied in cryogenic engines and aircraft propulsion systems. However, numerical study of these configurations is challenging, due to the high shearing associated with the high density ratio between the liquid and gaseous phases, which make most solvers unstable, including the ARCHER solver developed in CORIA laboratory. Numerical developments on the modeling of the convective term based on Rudman's work have been performed. The main idea is to re-establish the consistency between numerical mass and momentum transport. The original discretization requires moving the interface onto a dual grid. This method has proved to be stable but numerically costly. A new discretization which enables to get rid of the second grid is suggested and validated on different test cases. Experimental studies on assisted atomization have been carried out in LEGI laboratory for years and the new numerical scheme developed during these studies have enabled to simulate numerically a 2D sheared liquid film and a coaxial liquid jet in 3D, which have then been compared to the experimental results

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Saïdi, Chedli. "Transferts de chaleur et de masse dans une cavité sinusoïdale placée dans un écoulement laminaire incompressible constitue d'air pur ou d'un mélange saturé vapeur." Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA07F010.

Full text

Abstract:

Analyse mathématique du problème dynamique et thermique. Présentation d'une résolution numérique basée sur une méthode de différences finies, avec relaxation. Mesures expérimentales de vitesses et de températures. Etude expérimentale dans le cas de l'écoulement avec condensation

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Djati, Nabil. "Study of interface capturing methods for two-phase flows." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI052/document.

Full text

Abstract:

Cette thèse est consacrée au développement et à la comparaison des méthodes de suivi d'interface pour les écoulements diphasiques incompressibles. Elle s'intéresse à la sélection de méthodes robustes de suivi d'interface, puis à leur couplage avec le solveur des équations de Navier-Stokes. La méthode level-set est en premier lieu étudiée, en particulier l'influence du schéma d'advection et de l'étape de réinitialisation sur la qualité des résultats du suivi d'interface. Il a été montré que la méthode de réinitialisation avec contrainte de volume est robuste et précise en combinaison avec des schémas conservatifs WENO d'ordre 5 pour l'advection. Il a été constaté que les erreurs du suivi d'interface augmentent de manière abrupte lorsque la condition CFL est trop petite. Comme remède, la réinitialisation du champ level-set effectuée moins souvent réduit la diffusion numérique et le déplacement non-physique de l'interface. La conservation de la masse n'est pas assurée avec les méthodes level-set. Les méthodes VOF (volume-of-fluid) qui conservent naturellement la masse du fluide de référence sont alors étudiées. Une résolution géométrique avec un schéma consistent et conservatif est alors adoptée, ainsi qu'une autre technique alternative plus aisément extensible en 3D. Il a été trouvé que ces deux dernières méthodes donnent des résultats très proches. La méthode MOF (moment-of-fluid), qui reconstruit l'interface en utilisant le centre de masse du fluide de référence, est plus précise que les méthodes VOF. Différentes méthodes couplées entre level-set et VOF sont alors étudiées, notamment: CLSVOF, MCLS, VOSET et CLSMOF. Il a été observé que la méthode level-set tend à épaissir les filaments minces, tandis que VOF et les méthodes couplées les fragmentent en petites particules. Finalement, on a couplé les méthodes level-set et VOF avec le solveur incompressible des équations de Navier-Stokes. On a comparé différentes manières de prise en compte des conditions de saut à l'interface (lisse et raide). Il a été montré que les méthodes VOF sont plus robustes, et donnent d'excellents résultats pour quasiment toutes les simulations. Deux méthodes level-set donnant de très bons résultats, comparables à ceux de VOF, sont aussi identifiées
This thesis is devoted to the development and comparison of interface methods for incompressible two-phase flows. It focuses on the selection of robust interface capturing methods, then on the manner of their coupling with the Navier-stokes solver. The level-set method is first investigated, in particular the influence of the advection scheme and the reinitialization step on the accuracy of the interface capturing. It is shown that the volume constraint method for reinitialization is robust and accurate in combination with the conservative fifth-order WENO schemes for the advection. It is found that interface errors increase drastically when the CFL number is very small. As a remedy, reinitializing the level-set field less often reduces the amount of numerical diffusion and non-physical interface displacement. Mass conservation is, however, not guaranteed with the level-set methods. The volume-of-fluid (VOF) method is then investigated, which naturally conserves the mass of the reference fluid. A geometrical consistent and conservative scheme is adopted, then an alternative technique more easily extended to 3D. It is found that both methods give very similar results. The moment-of-fluid (MOF) method, which reconstructs the interface using the reference fluid centroid, is found to be more accurate than the VOF methods. Different coupled level-set and VOF methods are then investigated, namely: CLSVOF, MCLS, VOSET and CLSMOF. It is observed that the level-set method tends to thicken thin filaments, whereas the VOF and coupled methods break up thin structures in small fluid particles. Finally, we coupled the level-set and volume-of-fluid methods with the incompressible Navier-Stokes solver. We compared different manners (sharp and smoothed) of treating the interface jump conditions. It is shown that the VOF methods are more robust, and provide excellent results for almost all the performed simulations. Two level-set methods are also identified that give very good results, comparable to those obtained with the VOF methods

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

47

El, Feghali Stéphanie. "Nouvelle formulation monolithique en élément finis stabilisés pour l'interaction fluide-structure." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00743488.

Full text

Abstract:

L'Interaction Fluide-Structure (IFS) décrit une classe très générale de problème physique, ce qui explique la nécessité de développer une méthode numérique capable de simuler le problème FSI. Pour cette raison, un solveur IFS est développé qui peut traiter un écoulement de fluide incompressible en interaction avec des structures différente: élastique ou rigide. Dans cet aspect, le solveur peut couvrir une large gamme d'applications.La méthode proposée est développée dans le cadre d'une formulation monolithique dans un contexte Eulérien. Cette méthode consiste à considérer un seul maillage et résoudre un seul système d'équations avec des propriétés matérielles différentes. La fonction distance permet de définir la position et l'interface de tous les objets à l'intérieur du domaine et de fournir les propriétés physiques pour chaque sous-domaine. L'adaptation de maillage anisotrope basé sur la variation de la fonction distance est ensuite appliquée pour assurer une capture précise des discontinuités à l'interface fluide-solide.La formulation monolithique est assurée par l'ajout d'un tenseur supplémentaire dans les équations de Navier-Stokes. Ce tenseur provient de la présence de la structure dans le fluide. Le système est résolu en utilisant une méthode élément fini et stabilisé suivant la formulation variationnelle multiéchelle. Cette formulation consiste à décomposer les champs de vitesse et pression en grande et petite échelles. La particularité de l'approche proposée réside dans l'enrichissement du tenseur de l'extra contraint.La première application est la simulation IFS avec un corps rigide. Le corps rigide est décrit en imposant une valeur nul du tenseur des déformations, et le mouvement est obtenu par la résolution du mouvement de corps rigide. Nous évaluons le comportement et la précision de la formulation proposée dans la simulation des exemples 2D et 3D. Les résultats sont comparés avec la littérature et montrent que la méthode développée est stable et précise.La seconde application est la simulation IFS avec un corps élastique. Dans ce cas, une équation supplémentaire est ajoutée au système précédent qui permet de résoudre le champ de déplacement. Et la contrainte de rigidité est remplacée par la loi de comportement du corps élastique. La déformation et le mouvement du corps élastique sont réalisés en résolvant l'équation de convection de la Level-Set. Nous illustrons la flexibilité de la formulation proposée par des exemples 2D.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

48

Medale, Marc. "Modélisation numérique de l'étape de remplissage des moules de fonderie par la méthode des éléments finis." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD714.

Full text

Abstract:

Nous proposons dans cette étude, une approche robuste et efficace, pour simuler numériquement les écoulements laminaires et incompressibles de fluides non miscibles, séparés par une ou des interfaces mobiles. Car durant le remplissage des moules de fonderie, le matériau s'écoule à l'état liquide, avec des caractéristiques fluides très prononcées, à l'intérieur d'une empreinte de géométrie souvent complexe. Ces particularités proscrivent l'adoption d'une description lagrangienne, habituellement retenue pour la simulation des procèdés de mise en forme, par la méthode des éléments finis. Nous nous sommes alors tournés vers une approche totalement eulérienne pour traiter ce type de problèmes relativement sévères, du point de vue des déformations de la surface libre. Nous avons dû, par conséquent, développer une technique spécifique de localisation de la surface libre, ou de l'interface mobile, au travers du maillage fixe. Cette technique reprend, dans le cadre de la méthode des éléments finis, les concepts de base de la méthode VOF (Volume Of Fluid). Le modèle développé allie donc souplesse de discrétisation géométrique caractéristique de la méthode des éléments finis, au principe de localisation de la surface libre mobile, sur un maillage fixe, par une technique de type VOF.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

49

El, Mir Rachid. "Etude mathématique et analyse asymptotique de quelques problèmes de lubrification par des fluides incompressibles essentiellement non-Newtoniens avec des conditions de non adhérence aux bords." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011638.

Full text

Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions quelques problèmes de lubrification par des fluides non-Newtoniens isothermes et non-isothermes, dans un domaine mince $\Omega^{\varepsilon}$ d'épaisseur de l'ordre de ${\varepsilon}$, avec la condition de frottement de Tresca sur le bord inférieur de $\Omega^{\varepsilon}$. Dans le premier chapitre, nous considérons un fluide non-Newtonien isotherme dont la viscosité suit la loi de puissance. Nous montrons l'existence et l'unicité de la solution $(u^{\varepsilon}, p^{\varepsilon})$ en utilisant des résultats abstraits des opérateurs pseudo-monotones. Ensuite, nous étudions le comportement asymptotique des solutions lorsque $\varepsilon \rightarrow 0$. Nous obtenons ainsi un problème limite, et nous montrons l'unicité des ses solutions. Dans le deuxième chapitre, nous étudions le problème dans le cas non-isotherme. Le système obtenu est complexe, fortement non linéaire, couplant l'équation de la conservation de la quantité du mouvement avec l'équation de la chaleur. La difficulté ici est la preuve du théorème donnant l'existence des solutions, ainsi que les estimations a priori sur la température. Dans le troisième chapitre, nous étudions une variante des équations de Navier-Stokes, où le paramètre $\varepsilon $ est présent aussi dans l'équation de la conservation de la quantité du mouvement sous forme d'un nombre de Reynolds $\varepsilon^{\gamma}$ et dans la condition de frottement de Tresca. Nous montrons l'existence et l'unicité de la solution sous des conditions sur $\varepsilon$ et $\gamma$. Par des techniques semblables à celles utilisées dans les chapitres précédents, nous obtenons le résultat de convergence de la solution $(u^{\varepsilon},p^{\varepsilon})$ vers la solution du problème limite et nous montrons l'unicité de sa solution. Dans le dernier chapitre, nous étudions un autre modèle de fluide non-Newtonien, le fluide visco-plastique de Bingham. Nous supposons en plus de la condition de Tresca sur le bord inférieur, une condition de Fourier sur le bord supérieur. Nous suivons le même schéma d'étude que précédement, les difficultés sont techniques et concernent les estimations a priori, surtout la majoration des termes aux bords.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

50

Dantan, Philippe. "Etude numérique et expérimentale de l'écoulement instationnaire d'un fluide visqueux incompressible dans une cavité de dimension variable : modélisation de l'hémodynamique cardiaque." Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA077023.

Full text

Abstract:

Cette thèse a pour objet l'étude d'un problème d'hydrodynamique posé par la modélisation de l'écoulement du sang dans le ventricule gauche au cours du cycle cardiaque. Les données du problème sont issues des observations effectuées par les physiologistes et les cardiologues. Les méthodes d'investigations in-vivo récentes, telles que l'échographie ultrasonore, fournissent des images en temps réel des contours de la cavité ventriculaire. L'associa-tion de cette technique avec la vélocimétrie par effet Doppler pulsé permet de connaître l'essentiel de la structure de l'écoulement du sang. Il apparaît nettement qu'un important tourbillon se forme au cours du remplissage du ventricule et que son évolution pendant cette phase est en relation avec les mouvements de la valve qui commande l'entrée du ventri-cule (valve mitrale). Ces phénomènes, pressentis depuis longtemps, faisaient l'objet d'in-terprétations contradictoires de la part des physiologistes. Les observa-tions, en s'affinant, ont relancé les controverses. Notre modèle a été conçu à partir des méthodes spécifiques de la physique afin d'apporter des réponses aux questions concernant les causes de la formation du tourbillon ou des mouvements valvulaires. Au-delà de l'intérêt fondamental d'une explication des phénomènes, nos recherches contribuent à développer la connaissance de l'hémodynamique ventriculai-re. Deux données de base conditionnent d'emblée la complexité de l'appro-che physique de ce problème: d'une part, le fluide subit des accélérations très variables selon les phases du cycle, le système envisagé n'est donc pas stationnaire; d'autre part, les dimensions de l'enceinte contenant le fluide varient au cours du temps. L'essentiel de notre travail s'articule en quatre points qui consti-tuent d'ailleurs les quatre étapes de toute démarche de modélisation. 1-Définition du modèle 2-Méthode de calcul des solutions 3-Confrontation des calculs avec une expérience 4-Confrontation du modèle et de la réalité.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Écoulements fluides incompressibles'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles