Dissertations / Theses: 'Fluides Newtoniens'

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Sandri, Dominique. "Analyse numérique de fluides non newtoniens : fluides viscoélastiques et fluides quasi-newtoniens." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10095.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'analyse numerique de fluides viscoelastiques obeissant a des lois differentielles de type oldroyd et de fluides quasi-newtoniens obeissant soit au modele de bingham modifie, soit au modele de carreau. Dans le chapitre 1, on etudie l'approximation abstraite de la formulation a trois champs (tenseur, vitesse, pression) du probleme de stokes suggeree par le modele d'oldroyd. Dans le chapitre 2, en reprenant les idees du chapitre 1, on propose une formulation a trois champs du probleme de stokes et des equations de l'elasticite lineaire, permettant des approximations par elements finis conformes et ne necessitant que la classique condition inf-sup en vitesse pression a l'exclusion de toute condition sur le tenseur non newtonien des extracontraintes. Sur les equations de l'elasticite lineaire la methode est uniforme par rapport a la compressibilite. Au chapitre 3, on etudie une approximation par elements finis d'ecoulements de fluides viscoelastiques regis par une loi de comportement de type oldroyd b. Les approximations des contraintes, des vitesses et des pressions sont respectivement p#1 discontinues, p#2 continues, p#1 continues. La convection des contraintes est traitee par la methode de lesaint-raviart. On fait l'hypothese que le probleme d'oldroyd admet une solution suffisamment reguliere et suffisamment petite. On montre par une methode de point fixe que le probleme approche a une solution et on donne une majoration d'erreur. Le chapitre 4 comporte une etude similaire a celle du chapitre 3, mais cette fois-ci avec un choix d'approximation des contraintes par des elements p#1 continus (methode supg). On obtient, outre les resultats du chapitre 3, un resultat d'unicite local pour la solution approchee. Enfin, au chapitre 5, on etudie l'approximation par elements finis d'ecoulements quasi-newtoniens. La methode employee n'utilise pas de fonctionnelle energie et permet d'ameliorer les majorations d'erreurs connues anterieurement

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Boujena, Soumaya. "Etude d'une classe de fluides non newtoniens : les fluides newtoniens generalises." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066339.

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Abstract:

On s'interesse a deux classes de fluides non newtoniens (la viscosite etant fonction de la vitesse). Theoremes d'existence et d'unicite pour le cas d'evolution et le cas stationnaire dans des domaines bornes bi et tridimensionnels. On etudie le comportement a l'infini (en temps) et la regularite des solutions. Etude des problemes stationnaires dans des domaines non bornes. Resultats pour des fluides non newtoniens a seuil

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Boujena, Soumaya. "Etude d'une classe de fluides non newtoniens, les fluides newtoniens généralisés." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37596306d.

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Ouattara, Ziemihori. "Trainée et portance dans les fluides newtoniens et les fluides à seuil." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI032/document.

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Abstract:

Cette thèse expérimentale et numérique s’intéresse à l’écoulement à inertie négligeable d’un fluide newtonien et d’un fluide à seuil autour d’une plaque ou d’un cylindre en présence d’une paroi. Les efforts générés et les structures d’écoulement ont été particulièrement étudiés. Pour le fluide à seuil, l’étude est centrée sur le domaine des effets de seuil grands par rapport aux effets visqueux. Pour l’approche expérimentale, un dispositif a été conçu permettant de mesurer simultanément les forces de traînée et de portance en fonction de la vitesse et de la distance obstacle/paroi. Les fluides étudiés sont un sirop de glucose Newtonien et un gel de Carbopol considéré comme un fluide à seuil modèle. Ces matériaux ont été finement caractérisés du point de vue rhéologique. Des simulations numériques utilisant le modèle viscoplastique anélastique d’Herschel-Bulkley régularisé par le modèle de Papanastasiou ont été réalisées. Les résultats obtenus avec le fluide newtonien ont permis de valider l’installation expérimentale et l’approche numérique. Les effets de la contrainte seuil, de la distance paroi/obstacle, de la rhéofluidification, de l’angle d’inclinaison de la plaque sur les coefficients de traînée et de portance ont été examinés en détail. Le régime de lubrification a été étudié pour le cylindre expérimentalement et théoriquement. La morphologie de l’écoulement (zones rigides) et les grandeurs locales ont été montrées. Des solutions analytiques de la traînée et de la portance ont été proposées. Les comparaisons entre les résultats expérimentaux et numériques ainsi qu’avec les solutions issues de la plasticité de la mécanique des sols sont analysées. Les écarts sont discutés en termes d’influence de l’élasticité et de plasticité du fluide à seuil
This experimental and numerical thesis deals with the creeping flow of a Newtonian fluid and a yield stress fluid around a plate or a cylinder in the presence of a wall. The generated forces and the flow structures have been particularly studied. The study focuses for the yield stress fluid on large yield stress effects compared to the viscous effects. For the experimental approach, a device has been designed to measure simultaneously the drag and lift forces as a function of velocity and obstacle / wall distance. The fluids studied are a Newtonian glucose syrup and a Carbopol gel considered as a yield stress fluid model. These materials have been finely characterized from the rheological point of view. Numerical simulations using the Herschel-Bulkley anelastic viscoplastic model regularized by the Papanastasiou model were carried out. The results obtained with the Newtonian fluid allowed to validate the experimental set-up and the numerical approach. The effects of the yield stress, the wall / obstacle distance, the power law index and the inclined plate on the drag and lift coefficients were carefully examined. The lubrication regime has been studied for the cylinder both experimentally and theoretically. The morphology of the flow (rigid zones) and the local field quantities have been shown. Analytical solutions of drag and lift have been proposed. Comparisons between the experimental and numerical results as well as the solutions resulting from the plasticity of soil mechanics are analyzed. Deviations are discussed in terms of the elasticity and plasticity influence of the yield stress fluid

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Coulaud, Olivier. "Dynamique de systèmes d'équations non-newtoniens." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00872805.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement asymptotique des solutions des équations des fluides de grades 2 et 3. Dans le premier chapitre, on étudie les profils asymptotiques au premier ordre des solutions des équations des fluides de grade 2 en dimension 3. On démontre que les solutions des équations des fluides de grade 2 convergent vers des solutions particulières et explicites des équations de la chaleur, lorsque le temps tend vers l'infini. Ce résultat montre en particulier que les fluides de grade 2 se comportent asymptotiquement comme les fluides newtoniens régis par les équations de Navier-Stokes. Pour cette étude, on utilise les variables d'échelles (ou variables autosimilaires), et on effectue des estimations d'énergies dans divers espaces fonctionnels, en particulier dans des espaces de Sobolev à poids polynomiaux. La description des profils asymptotiques est obtenue sous des conditions de petitesse sur les données initiales de l'équation.Le second chapitre de cette thèse traite des profils asymptotiques à l'ordre 1 des solutions des équations des fluides de grade 3 en dimension 2. À l'instar des résultats du premier chapitre, on obtient ici aussi la convergence des solutions de ces équations vers des solutions explicites des équations de la chaleur. Les outils utilisés pour cette étude sont semblables à ceux utilisés pour les fluides de grade 2 en dimension 3, à savoir les variables autosimilaires et des estimations d'énergies. Dans ce cas aussi, on conclut que les fluides de grade 3 se comportent asymptotiquement comme les fluides newtoniens.Dans le dernier chapitre, on étudie l'existence d'un attracteur pour les équations des fluides de grade 3 en dimension 2 avec des conditions périodiques. On considère donc les solutions faibles de ces équations à données initiales dans l'espace de Sobolev H¹. Ces solutions faibles définissent un semi-groupe généralisé. Ensuite, on montre que les solutions à données initiales dans H² possèdent un attracteur global pour la topologie H¹. Pour ce travail, on utilise un schéma de Galerkin, des estimations a priori et une méthode de monotonie. Les principales difficultés que l'on rencontre sont liées au peu de régularité des données initiales et au fait que l'on ne sait par si les solutions des équations des fluides de grade 3 à données H¹ sont uniques.

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Boudraa, Kamla. "Comportement asymptotique de fluides non-newtoniens." Paris 9, 1987. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1987PA090019.

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Abstract:

Modélisation d'un fluide non newtonien qui pour de faibles taux de cisaillement dans un écoulement viscométrique admet une première et deuxième différence de contrainte normale respectivement positive et non nulle. Étude de fluides de Rivlin-Ericksen de complexités 2 et 3. Résultats d'existence sur l'écoulement d'un fluide de grade 2.

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Mathieu, Daniel. "Etude de la dynamique d'étalement de fluides newtoniens et non newtoniens lors d'un processus d'enduction par rotation." Mulhouse, 1997. http://www.theses.fr/1997MULH0468.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude de l'influence de la rhéologie et des conditions de mouillage sur l'étalement forcé de fluides et sur les instabilités qui en résultent (formation de doigts au voisinage de la ligne de contact). Un dispositif expérimental a été construit permettant l'analyse de la forme d'une goutte en rotation sur une surface horizontale. Différentes techniques optiques ont été mises en oeuvre : photographie, interférométrie et moiré. Le choix des fluides (mélanges et solutions de polydiméthylsiloxane (PDMS) et une huile de polybutène) et des supports solides (plaquettes de silicium) a été particulièrement crucial. L'étalement spontané est conforme à la théorie (peu d'influence de la nature du fluide). Lors de l'étalement forcé des PDMS, la vitesse de variation de l'épaisseur suit parfaitement la loi théorique. Par contre, pour le rayon des gouttes, des différences apparaissent. Elles sont reliées aux différences constatées pour les temps critiques d'apparition des doigts que nous avons définis. Eux-mêmes sont reliés à la présence de macromolécules de masse élevée en solution. L'influence de la rhéologie du fluide sur les instabilités est ainsi mis en évidence. L'analyse spectrale du contour de la goutte nous indique le mode dominant de l'instabilité et sa cinétique de croissance. Ils dépendent des conditions de mouillage. Ainsi la forme, le nombre et la croissance des doigts sont très différents en mouillage partiel. Comme la forme du bourrelet semble relié à l'instabilité, nous avons donc tenté de reconstruire le profil de la goutte à partir du moiré. Des résultats prometteurs mais partiels ont été obtenus. Enfin, les expériences de relaxation nous ont permis d'étudier les lois de démouillage de films métastables.

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Béreiziat, Daniel. "Structure locale de l'écoulement de fluides newtoniens et non newtoniens en canaux ondules." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL036N.

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Abstract:

L'objectif de ce travail expérimental consiste en la reconnaissance approfondie de la structure locale de l'écoulement le long de parois ondulées de grande amplitude, représentatives des échangeurs de chaleur adaptés au traitement des produits alimentaires. Les expériences sont menées à partir de deux techniques de mesure: la vélocimétrie à laser et la méthode polarographique. La gamme expérimentale d'écoulement va d'un nombre de Reynolds égal à 7 jusqu'à 17000. Les paramètres géométriques des plaques ondulées sont: le pas de l'ondulation vaut 11 mm ou 65 mm, le diamètre hydraulique varie de 7 mm à 33 mm et l'angle entre la direction principale de l'écoulement et l'ondulation est de 90 (géométrie 2d) ou de 60 (géométrie 3d). L'ensemble des mesures en canal bidimensionnel 2d montre la présence d'un tourbillon de recirculation qui nait dans la zone de sillage pour un nombre de Reynolds généralise reg de 30 et disparait pour reg=530. La fin du régime laminaire ou le gradient pariétal de vitesse varie linéairement avec reg est détectée pour un nombre de Reynolds généralisé de 2000 qui constitue le seuil d'apparition d'une turbulence pleinement développée. Nous avons montre également l'influence du caractère rheofluidifiant des solutions sur la forme, la taille et le développement du tourbillon de recirculation en régime laminaire

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Hocine, Mohamed. "Comportement des paliers fluides en écoulement turbulent de fluides non newtoniens." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30050.

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Abstract:

Dans ce memoire, nous avons developpe l'etude des comportements des fluides, a grandes vitesses de rotation; car la theorie de reynolds laminaire n'est plus exploitable. L'elaboration d'une theorie qui permet l'approche des caracteristiques des paliers lubrifies par des fluides non newtoniens, doit reposer sur la loi fondamentale du comportement du fluide correspondant; or, pour les fluides non newtoniens il n'existe pas de loi de comportement universelle. Compte tenu que la loi choisie doit interagir avec le phenomene de turbulence; il est indispensable que cette loi presente une expression mathematique relativement simple. Nous avons donc selectionne la loi en puissance (law of power). Dans une seconde etape nous avons aborde l'etude de la turbulence, or ce phenomene complexe est decrit par plusieurs modeles, dont on a expose principalement ceux ayant ete appliques aux paliers. Il nous semble que le modele k- et le modele energie cinetique sont les plus satisfaisants; et permettent l'integration facile de la loi de comportement du fluide choisi. La resolution numerique de la turbulence a ete appliquee a un ecoulement plan. Cette premiere simulation debouche sur une formulation generalisee des coefficients gx#1 et gx#3. Ensuite ces formulations sont introduites dans l'equation de reynolds generalisee, laquelle est resolue par la technique des differences finies; et qui fournit les caracteristiques d'un palier (w, s, , cc,. . . ). Ces resultats apres avoir ete analyses et interpretes sont tout d'abord valides pour le cas newtonien et compares avec des travaux anterieurs

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Schaer, Nicolas. "Modélisation des écoulements à surface libre de fluides non-newtoniens." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD033/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique 3D afin d’étudier le phénomène de laves torrentielles ; écoulements visqueux fortement chargés en matière solide, surgissant en montagne lors d’orages violents. Aujourd’hui, la prévision des zones de vulnérabilité s’appuie sur des outils de calcul 0D, 1D ou 2D. Or ces outils ne peuvent représenter pleinement le comportement à surface libre des écoulements du fait de nombreuses approximations et hypothèses. Ainsi cette thèse met en œuvre un code numérique 3D pour étudier ces écoulements. Ce travail aboutit à la construction d’un modèle 3D à partir de données réelles de terrain. Plusieurs scénarios ont été étudiés et comparés à des résultats issus d’un modèle 2D. Les résultats mettent en évidence les apports non négligeables de la modélisation 3D : zones d’étalement et de dépôt, phénomènes d’encombrement, modélisation fine des écoulements dans les zones chenalisées. Préalablement, le modèle 3D a été validé en comparant les résultats numériques à des données expérimentales issues de la littérature, pour des typologies d’écoulement représentatives de celles observées sur des sites grandeur nature
The objective of this thesis is to develop a 3D numerical model to assess debris flow. These viscous flows, heavily loaded with solid matter, form when heavy rain occurs in mountains. Today, forecasts of potentially impacted areas are based on 0D, 1D and 2D numerical tools. However, these tools cannot fully represent the free surface behaviour of debris flows due to the approximations and assumptions on which they are based. Thus, this work utilises a 3D numerical code to study this phenomenon. A specific model is built with real field data. Several flow scenarios are studied and compared with a 2D numerical model. The results highlight the significant benefits of a 3D approach by providing information on the fine representation of flow dynamics over the catchment area. The model also predicts the impact of debris flow (overflowing on a road bridge) and the zones of deposition and spreading. It highlights possible congestion phenomena and reproduces flows in the channels by fully accounting for parietal friction, capabilities not provided by 2D models. Prior to this application, the 3D model was evaluated with five sets of experimental data to validate its ability to represent viscoplastic flows. Different types of flows are studied and are representative of those observed on real sites when debris flow occur

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Monnet, Benjamin. "Fluides newtoniens et suspensions : bulle unique et vidange." Electronic Thesis or Diss., Lyon, École normale supérieure, 2024. http://www.theses.fr/2024ENSL0014.

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Abstract:

Les écoulements multiphasiques (gaz/liquide/solide) sont présents dans de nombreux processus naturels et industriels. Malgré les nombreuses études sur ce sujet, sa physique riche et complexe soulève encore de nombreuses questions. Dans cette thèse, nous proposons de quantifier d'une part la remontée d'une bulle unique dans un milieu confiné et d'autre part, la vidange d'un réservoir. Dans les deux cas, nous étudierons et comparerons les fluides newtoniens et les suspensions. Tout d'abord, nous avons regardé la vitesse et la forme d'une bulle remontant à la verticale dans un liquide newtonien. Un modèle théorique quantifiant la vitesse des bulles pour toute viscosité a été développé et vérifié expérimentalement. De plus, il a été noté que la forme des bulles est caractéristique du régime dans lequel elles sont, avec des bulles allongées dans le sens de leur remontée dans le régime visqueux et aplaties perpendiculairement dans le régime inertiel. Étonnamment, l'écoulement du fluide généré par les bulles change peu.La suite du manuscrit porte sur l'étude de la remontée d'une bulle unique en géométrie inclinée par rapport à la gravité. La forme des bulles change peu et uniquement pour les géométries les plus confinées. Nous montrons que l'inclinaison induit des frottements supplémentaires et en proposons une modélisation théorique.Nos travaux se sont ensuite focalisés sur la remontée de bulles dans des suspensions. Une méthode expérimentale permettant de visualiser les particules de cette dernière a été mise en place dans le but de déterminer expérimentalement la fraction volumique locale de grains.Enfin, nous nous sommes intéressés à la vidange d'un réservoir rempli d'un liquide newtonien ou d'une suspension. Dans le premier cas, la diminution du débit volumique et de la fréquence des bulles avec la viscosité a été caractérisée. Dans le second cas, deux régimes distincts ont été observés, l'un où la suspension s'écoule comme un liquide et l'autre où des particules émergent, ce qui a pour conséquence d'accélérer la vidange
Multiphase flows (gas/liquid/solid) are omnipresent in natural and industrial process. Despite all the studies on this topic, its complex and rich physics still rises a lot of questions. We studied the rise of single bubbles in a confined environment as well as the emptying of a tank. In both cases, Newtonian fluids and suspensions are examined and compared. First of all, the speed and shape of a freely rising bubble in a vertical cell filled with Newtonian fluid have been looked in details. A theoretical model taking into account the fluid inertia predicting the bubbles speed has been established and experimentally verified. Besides, the bubbles shape strongly depends on the regime, with elongated bubbles in the direction of their movement in the viscous regime and flattened bubbles in the inertial regime. Surprisingly, the liquid flow generated by the bubble does not change significantly. The following chapter of the manuscript focuses on the rise of single bubbles in a geometry tilted with respect to the gravity. Bubbles shape slightly changes but only for the most confining geometries. The tilting induces additional friction that we modeled theoretically. Next, we focused on the rise of individual bubbles in a suspension. An experimental method designed to distinguish the particles in a suspension has been implemented in order to locally measure the volume fraction of grains. Finally, our work aimed at understanding the emptying of a tank filled with Newtonian fluid or suspension. In the former case, we quantified the decrease of flow rate and frequency of bubbles with the viscosity. In the latter case, two distinct regimes are noticeable: first, the suspension flows like a Newtonian fluid and latter, some particles emerge, fastening the emptying but making it incomplete

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Xing, Jianhua. "Instabilité capillaire : jets de fluides newtoniens et viscoélastiques." Grenoble 1, 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10019.

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Abstract:

Le but de cette these est une etude experimentale de la dynamique de jets soumis a l'instabilite capillaire. Une installation experimentale originale basee sur une methode d'ombroscopie est decrite dans le premier chapitre. Elle permet d'obtenir la forme de la surface libre du jet et d'en faire une analyse harmonique. Un deuxieme chapitre presente les theories lineaires spatiales et temporelles de la dynamique du jet et montre qu'elles ne rendent pas compte des resultats obtenus pour une serie de fluides newtoniens. Dans le troisieme chapitre on analyse les resultats obtenus sur des fluides newtoniens et viscoelastiques. On obtient des courbes maitresses independantes du produit par une methode de normalisation. Dans les deux derniers chapitres on montre que l'instabilite capillaire peut etre utilisee pour mesurer les proprietes elongationnelles du fluide. On utilise cette methode pour caracteriser des encres utilisees dans un procede d'impression par jet d'encre continu

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Azevedo, Cardoso Ivan. "Lois d'échange lors du refroidissement d'un fluide non newtonien thermo-dépendant." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL045N.

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Abstract:

Le présent travail se propose d'étudier expérimentalement et numériquement les lois de l'écoulement et du transfert de chaleur pour des fluides non-newtoniens thermo-dépendants en écoulement laminaire dans une conduite cylindrique, refroidie à densité de flux de chaleur et à températures de paroi variables. Nous nous intéressons aux fluides pseudoplastiques dont le comportement peut être modifié par la loi de puissance d'Ostwald. On étudie l'incidence d'un champ thermique impose sur la distribution de vitesse et sur les lois de transfert de chaleur qui en résultent. Nous proposons une corrélation qui tient compte de la thermo-dépendance. En outre, nous proposons un modèle de calcul de l'épaisseur de la couche de glace pour les régions ou se produit la congélation

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Sabiri, Nour-Eddine. "Etude de l'écoulement des fluides newtoniens et non newtoniens à travers les milieux poreux : lits fixes et lits fluidisés." Nantes, 1995. http://www.theses.fr/1995NANT2052.

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Abstract:

Dans ce memoire nous proposons un modele permettant d'evaluer les chutes de pression lors de l'ecoulement de fluides non newtoniens purement visqueux a travers les milieux poreux. Il est base sur une representation capillaire du milieu prenant en compte sa structure au travers de deux parametres: la tortuosite et la surface specifique dynamique. Le comportement rheologique des fluides, sur l'ensemble de l'intervalle de variation du gradient de vitesse determine a l'aide du modele, est represente par une serie de lois puissance. Ce modele est valide experimentalement pour des lits fixes de spheres et de particules non spheriques de formes diverses dans un large domaine de nombre de reynolds allant du regime de darcy au regime inertiel. Ce modele a egalement ete teste sur des milieux poreux stratifies. Des lits fixes tasses de plaquettes ont ete etudies selon deux configurations opposees particule-ecoulement. Dans les deux configurations nous avons mesure experimentalement les chutes de pression et determine les parametres structuraux du milieu, puis nous avons analyse les differences concernant leur comportement hydrodynamique. Le modele propose donne des resultats satisfaisants dans les deux configurations. Nous avons ensuite effectue une etude concernant les milieux poreux reticules de tres forte porosite et etudie sa limite de validite dans ce cas. Dans une deuxieme partie nous proposons d'etendre ce modele aux lits fluidises en prenant en compte la variation de la tortuosite en fonction de la porosite durant l'expansion pour chaque type de lit. Le modele a ete teste avec des fluides newtoniens et non newtonien purement visqueux sur des lits de spheres et de plaquettes. Il permet une bonne evaluation de la vitesse minimale de fluidisation et une bonne representation de l'expansion dans un domaine de porosite qui a ete precise dans chacun des cas

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Busuioc, Adriana Valentina. "Sur quelques problèmes en mécanique des fluides non newtoniens." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066084.

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Abstract:

Nous etudions quelques problemes recents dans la mecanique des fluides non newtoniens. La premiere partie de ce travail porte sur l'etude mathematique des fluides electrorheologiques, c'est a dire les fluides soumis a un champs electrique. Plus precisement, nous abordons le cas d'un fluide newtonien et celui d'un fluide de bingham soumis a un champs electrique. On montre des resultats d'existence et d'unicite des solutions et on examine l'influence du champs electrique sur l'evolution du fluide. La deuxieme partie de cette these aborde les equations des fluides de grade 2 et 3 posees dans l'espace entier. On commence par montrer des resultats d'existence et d'unicite des solutions similaires a ceux disponibles dans le cas d'un domaine borne. Ensuite, pour les fluides de grade 2, une nouvelle condition d'explosion des solutions est donnee. Enfin, dans le cas des fluides de grade 3, nous montrons l'existence globale de solutions faibles en allegeant les hypotheses de regularite et en eliminant l'hypothese de petitesse. Les methodes utilisees sont des methodes d'energie.

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Bentifraouine, Chafaa. "Hydrodynamique globale, locale et transfert de matière dans un réacteur airlift à boucle externe." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT012G.

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Abstract:

Ce travail est consacre a une etude hydrodynamique, globale et locale, ainsi qu'au transfert de matiere dans un reacteur airlift a boucle externe. Des liquides newtoniens et visqueux non-newtoniens ont ete utilises. Dans un premier temps, nous avons entrepris une etude des parametres hydrodynamiques globaux : vitesse de circulation du liquide, retention de gaz et temps de melange du liquide. Cette etude a montre que l'amelioration de la separation des phases a la tete du reacteur et l'augmentation de la hauteur de l'appareil entrainent une augmentation importante de la vitesse du liquide. Ceci a permis d'obtenir de bonnes performances de melange. Par ailleurs, il a ete montre que l'efficacite du distributeur de gaz peut compenser la diminution de la retention de gaz due a l'entrainement des bulles par le liquide. Le niveau du liquide dans le separateur des phases joue un role important sur l'hydrodynamique de l'appareil. Une augmentation de la viscosite du liquide entraine une diminution de la vitesse du liquide et de la retention de gaz. Ensuite, ce travail a ete oriente vers une etude hydrodynamique locale de la phase gazeuse. Une double-sonde a fibres optiques a ete construite, elle permet de mesurer des grandeurs locales de retention de gaz, de frequence de bullage, des vitesses et des cordes de bulles. Cette etude a permis d'avoir des informations detaillees sur le comportement de l'ecoulement diphasique dans les differentes regions du reacteur. Les caracteristiques de la phase gazeuse presentent des variations importantes du profil radial au-dessus du distributeur de gaz. Ces variations dependent du liquide utilise. En fin, le coefficient volumetrique de transfert de matiere a ete mesure. L'evaluation de l'aire interfaciale gaz-liquide a permis de determiner le coefficient de transfert de matiere (k#l). La variation du coefficient volumetrique de transfert de matiere est essentiellement due a l'aire specifique interfaciale gaz-liquide.

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Mathieu, Vincent. "Contribution à l'étude de la dynamique d'étalement de fluides newtoniens." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL020N.

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Abstract:

Le travail présenté concerne l'étude de la dynamique d'étalement de gouttes de fluides newtoniens sur un substrat solide, étude à caractère fortement expérimental. Nous avons plus particulièrement envisagé l'influence de trois paramètres fondamentaux à savoir la viscosité et la tension superficielle du liquide, et le volume de la goutte. Le choix de mélanges eau-glycérol auxquels sont éventuellement ajoutées de faibles quantités d'un tensioactif, le Plantacare, permet de balayer de larges gammes de viscosité et de tension superficielle et ce indépendamment l'une de l'autre. Le verre est apparu comme le solide le plus approprié au regard de sa bonne mouillabilité et d'une faible rugosité de surface. Les mises en œuvre d'un dispositif expérimental et d'une procédure de traitement d'images originale ont permis de suivre en temps réel l'étalement d'une goutte posée et d'en déduire l'évolution de ses dimensions caractéristiques. Il est ainsi possible de déterminer la vitesse d'étalement définie comme la vitesse d'avancée de la ligne triphasique. Nous avons ainsi mis en évidence l'existence de plusieurs régimes d'écoulement successifs pendant la durée de l'étalement. La confrontation de nos résultats avec les modèles théoriques existants n'est pas satisfaisante dans la mesure où ces modèles décrivent des situations simples, pour lesquelles le régime d'écoulement est bien défini et invariant. Une approche en terme d'analyse dimensionnelle a néanmoins permis d'établir un modèle empirique qui décrit, pour un régime donné, l'évolution du rayon comme une fonction du nombre capillaire, rapport des forces visqueuses aux forces capillaires. La distinction des différents régimes s'appuient alors sur l'analyse de nombre de Bond, rapport des forces de gravité aux forces capillaires.

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Al, Moatassime Hassan. "Simulations numériques d'écoulements permanents de fluides non newtoniens par une méthode multigrille." Paris 11, 1993. http://www.theses.fr/1993PA112472.

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Abstract:

Nous présentons une méthode numérique pour analyser les écoulements permanents de fluides viscoélastiques. La méthode des différences finies a été introduite sur des grilles décalées à maille non uniforme en utilisant un schéma décentré pour discrétiser l'équation constitutive ou le tenseur des extra-contraintes peut être décomposé en une partie newtonienne et une partie non newtonienne. Nous avons utilisé l'algorithme multigrille FAS (Full Approximation Storage). La performance de notre méthode est testée sur le problème du stick-slip et le problème de la contraction 4:1 en géometrie plane. Pour les simulations numériques nous avons choisi les fluides obéissant au modèle d'Oldroyd et a celui de Phan Thien-Tanner. Les résultats obtenus montrent que le modèle d'Oldroyd n'est pas satisfaisant.

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Bresch, Didier. "Sur les fluides incompressibles : ecoulement en eau peu profonde, estimations d'energie, fluides non newtoniens." Clermont-Ferrand 2, 1997. http://www.theses.fr/1997CLF21982.

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Abstract:

Cette these, consacree essentiellement a l'etude de problemes lies aux fluides incompressibles, est composee de quatre parties. Ecoulements geophysiques. On effectue la modelisation, l'analyse mathematique et la simulation numerique d'un ecoulement regi par les equations de navier-stokes stationnaires avec adherence au fond, traction par le vent en surface et force de coriolis dans un domaine dont la profondeur est petite devant la largeur. On obtient des modeles 3d gouvernes par des equations 2d sur la surface, avec des poids traduisant l'influence du relief. Estimations d'energie : existence et decroissance exponentielle. On etablit l'existence de solutions des equations de navier-stokes stationnaires dans un demi-espace qui sont periodiques dans les directions paralleles au bord et qui decroissent exponentiellement avec la distance au bord. Encadrement de la trainee. On donne un encadrement de la trainee hydrodynamique pour un corps sans epaisseur se deplacant a vitesse constante en regime de stokes. Fluides non newtoniens. Par des decouplages convenablement choisis et par point fixe de schauder, on etablit des resultats d'existence et d'unicite pour les fluides de grade 2 et 3 en stationnaire et evolution pour des domaines seulement de classe c#2. Variations de domaine. On donne un contre-exemple de non conservation de la regularite du domaine par des variations normales.

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Cristobal, Azkarate Galder. "Étude de quelques changements structuraux dans les fluides complexes à l'équilibre et hors équilibre." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12299.

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Abstract:

Ce travail de thèse est divisé en deux parties dans lesquelles nous abordons l'étude de quelques changements structuraux à l'équilibre et hors équilibre dans les fluides complexes. Dans la première partie, nous démontrons par différentes techniques expérimentales qu'il peut exister dans un mélange de phase lamellaire (comportement non Newtonien) et de phase éponge (comportement Newtonien), des états stationnaires sous cisaillement séparés par des transitions dynamiques. Dans la seconde partie, nous étudions théoriquement la thermodynamique des systèmes micellaires branchés. Nous avons montré que l'existence de connections inter micellaires peut engendrer une séparation de phase entre un réseau saturé de micelles géantes et une solution diluée constituée de micelles sphériques ou de micelles linéaires flexibles.

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Amrouche, Cherif. "Etude globale des fluides de troisième grade." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066334.

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Abstract:

Résumé de la théorie des fluides non newtoniens. Théorèmes d'existence et d'unicité des solutions dans les cas bi et tridimensionnels. Etude de la stabilité, du comportement à l'infini, de l'intervalle d'existence des solutions ainsi que d'une variante du cas stationnaire. Etude numérique en dimension 2. On propose une méthode d'éléments finis mixtes pour approcher la variante du cas stationnaire.

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Najib, Khalid. "Analyse numérique de modèles d'écoulements quasi-newtoniens." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10065.

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Jenny, Mathieu. "Etude de la transition au chaos d'une sphère en ascension ou en chute libre dans un fluide newtonien." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13109.

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Fayolle, Philippe. "Agitation et mélange en cuve sphérique : cas des fluides visqueux newtoniens ou non newtoniens et des poudres." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT031G.

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Abstract:

L'objet de ce travail est l'etude d'un melangeur de forme spherique utilise industriellement dans le domaine des fluides visqueux et des poudres. L'agitation est assuree par un mobile de grand diametre. Une synthese bibliographique relative au melange de poudres en cuve agitee et redigee. Les definitions du melange, de la segregation et de l'homogeneite sont rappelees. Les differents types d'appareils de melange, les techniques de determination de l'homogeneite et les methodes de simulation sont presentes. L'etude de l'agitation de fluides visqueux newtoniens et non-newtoniens est abordee par voie experimentale. La puissance est mesuree a l'aide d'un couplemetre, le produit du nombre de reynolds par le nombre de puissance et la constante de metzner et otto propres a cet appareil etant calcules. Le temps de melange est determine globalement par la methode de coloration-decoloration. Enfin, l'anelometrie a film chaud est utilisee pour la premiere fois dans ce type de cuve et permet l'obtention des vitesses locales d'ecoulement. L'influence du volume de remplissage est observee et les conditions operatoires optimales sont etablies. Un code de calcul tridimensionnel est developpe pour resoudre les equations de mouvement en regime laminaire dans le systeme de coordonnees spheriques. La methode de discretisation aux volumes finis est employee. La resolution est effectuee en variables vitesses et pression. Les resultats globaux et locaux acquis experimentalement sont de nature a favoriser le demarrage des etudes d'extrapolation

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Bouarafa, Sofia. "Caractérisation hydrodynamique des sols non-saturés par infiltration des fluides newtoniens et non newtoniens : Application aux SuDS." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI076.

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Abstract:

Les eaux de ruissellement urbain sont dans certains cas dirigées vers des dispositifs d’infiltration appelés SuDS (Sustainable drainage systems). La caractérisation de l’hétérogénéité structurale de ces ouvrages est nécessaire pour garantir leur bon fonctionnement. Le but scientifique de la thèse est de développer une méthodologie de caractérisation hydrodynamique des SuDS par des techniques d’infiltrométrie in-situ simples et non destructives. La première approche abordée a pour objectif de décrire le fonctionnement hydrodynamique des SuDS en se basant sur des essais d’infiltration d’eau par le dispositif Beerkan et par infiltrométrie à disque à multi-tensions. Les courbes d’infiltration Beerkan ont été analysées par les trois méthodes BEST (Beerkan estimation of soil transfer parameters) : slope, intercept et steady, et les courbes d’infiltration établies par les infiltromètres à disque ont été étudiées par les méthodes analytiques validées dans la littérature. Ces techniques ont pu caractériser efficacement les ouvrages étudiés et ont révélé certains dysfonctionnements hydrodynamiques. La deuxième approche abordée dans ce travail s’intéresse à la caractérisation de la distribution des pores effectifs par l’analyse de l’infiltration de l’eau et des fluides non-Newtoniens à l’aide du modèle ANA (du nom de ses concepteurs Abou-Najm et Atallah) qui n’a été appliqué jusqu’à maintenant que sur des milieux poreux synthétiques sous des conditions hydrauliques contrôlées en laboratoire. Ce modèle a été ajusté aux SuDS en développant un protocole de mesures et une méthodologie de calcul des paramètres d’entrée du modèle à partir des données expérimentales de terrain, en combinant la méthode Beerkan, le modèle BEST et le modèle ANA. La comparaison des distributions obtenues aux résultats de l’approche classique d’estimation de la porosité effective par infiltrométrie a permis de confirmer l’efficacité de la méthode, d’identifier les limites des hypothèses considérées lors des calculs et de définir les perspectives envisageables pour améliorer la précision des résultats
Urban runoff is in some cases directed to infiltration devices called SuDS (Sustainable drainage systems). Characterization of the structural heterogeneity of these structures is necessary to ensure their proper functioning. The scientific aim of this thesis is to develop a methodology for the hydrodynamic characterization of the SuDS using simple and non-destructive in-situ infiltrometry techniques. The aim of the first approach is to describe the hydrodynamic operation of the Suds, based on water infiltration tests by the Beerkan device and by multi-tension disc infiltrometry. Beerkan infiltration curves were analyzed using the three BEST (Beerkan estimation of soil transfer parameters) methods: slope, intercept and steady, and the disc infiltrometer infiltration curves were studied by validated analytical methods from the literature. These techniques were effective in characterizing the studied SuDS and revealed some hydrodynamic malfunctions. The second approach addressed in this work focuses on the characterization of the distribution of effective pores by analyzing the infiltration of water and non-Newtonian fluids by using the ANA model (named after its designers Abou-Najm and Atallah), which has so far only been applied to synthetic porous media under controlled laboratory hydraulic conditions. This model was adjusted to in-situ tests by developing a measurement protocol and methodology for calculating the model input parameters from experimental field data, combining the Beerkan method, the BEST model and the ANA model. Comparison of the obtained distributions with the results of the conventional approach for estimating effective porosity by infiltrometry confirmed the effectiveness of the method. This application also allowed to identify the limits of the assumptions considered in the calculations of th ANA model entry data and to define possible prospects for improving the accuracy of the results

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Said, Jamal. "Simulation numerique d'ecoulements de fluides non newtoniens en configuration axisymetrique." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066523.

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Abstract:

Simulation par une methode d'elements finis en employant un algorithme base sur la methode du lagrangien augmente avec projection. La non linearite est traitee localement et les problemes globaux que l'on resout sont lineaires

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GABARD, CELINE. "Deplacements de fluides miscibles non-newtoniens en conduite cylindrique verticale." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066098.

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Abstract:

On etudie dans un tube circulaire vertical le deplacement miscible d'un fluide non-newtonien par un fluide newtonien moins visqueux et de meme densite a grand nombre de peclet (diffusion negligeable). Ce processus modelise les deplacements de fluides dans la completion de forages petroliers. Cette configuration de contraste de viscosite est instable et un doigt de fluide injecte se forme au centre du tube en laissant un film de fluide deplace sur la paroi. Nous avons analyse l'influence du caractere rheofluidifiant et de l'existence d'une contrainte seuil du fluide deplace sur l'epaisseur du film residuel par des mesures video et acoustiques. Des mesures de reference avec des fluides newtoniens sont en accord avec ceux de la litterature. Pour un fluide deplace rheofluidifiant, le film residuel est plus mince que dans le cas newtonien, et encore plus pour un fluide a seuil. Un modele d'ecoulement quasi-parallele permet d'analyser les profils de vitesse d'ecoulement et la nature statique du film residuel. Pour les fluides a seuil, un modele theorique fonde sur la minimisation de l'energie dissipee et sur l'existence eventuelle de recirculation en amont deplacement predit l'epaisseur du film residuel. Un code commercial de mfn reproduit- avec des limitations sur les rapports de viscosites -les resultats sur les fluides rheofluidifiants et (en partie) sur les fluides viscoplastiques et est utilisable dans une large gamme de valeurs de parametres de controle. Des instabilites axisymetriques ou en helice du film residuel apparaissent ensuite sauf pour les fluides a seuil et sont etudiees a l'aide de diagrammes spatio-temporels et de mesures acoustiques. Suivant les cas elles apparaissent de maniere homogene dans l'ecoulement ou sont declenchees par une perturbation initiale induite par la commutation de la vanne d'injection. Les caracteristiques spatio-temporelles de ces instabilites et l'amincissement associe du film residuel ont ete etudies.

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SCOTTO, STEPHANE. "Etude de stabilite des ecoulements multicouches de fluides non newtoniens." Nice, 1998. http://www.theses.fr/1998NICE5203.

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Abstract:

L'ecoulement poiseuille plan multicouche de fluides oldroyd-b modelise le processus de coextrusion. L'etude de la stabilite lineaire de l'ecoulement monocouche met en evidence l'existence d'un spectre continu, pouvant entrainer une fausse instabilite et d'un spectre discret, dont on precise le comportement en fonctions des parametres. Puis, procedant a l'analyse non-lineaire, la nature sous-critique de la bifurcation de hopf est demontree. Les resultats de la stabilite de l'ecoulement bi-couche rappeles, la stabilite de l'ecoulement symetrique trois couches est etudiee aux longues ondes et aux ondes moderees. Deux modes dits variqueux et sinueux, observes lors d'experiences de coextrusion concentrique, destabilisent l'ecoulement. L'etude de la stabilite est etendu au cas d'un ecoulement non symetrique. L'importance des sauts de la derivee premiere de la vitesse de l'ecoulement de base aux interfaces est notee et permet d'identifier l'interface responsable de l'instabilite. La convexite du profil des vitesses, directement liee a ces sauts, s'avere une condition necessaire a la stabilite. Des zones de resonnance, dont une condition necessaire d'existence est exprimee en fonction du signe des sauts, conduisent a une instabilite independante du caractere non-newtonien des fluides. Enfin, la stabilite aux longues ondes de l'ecoulement trois couches, la couche centrale etant fine par rapport aux deux couches exterieures, est consideree et deux valeurs propres interfaciales sont identifiees : l'une correspondant a celle provenant des deux couches exterieures tandis que l'autre traduit l'influence de la couche mince. De cette maniere, on donne des regles simples permettant de choisir les constantes rheologiques du fluide central de sorte que la stabilite soit donnee par la valeur propre associee aux deux couches exterieures.

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Said, Jamal. "Simulation numérique d'écoulements de fluides non newtoniens en configuration axismétrique." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618391g.

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Rakotomalala, Roger. "Écoulements non newtoniens en conduites rigides et déformables." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT097H.

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Abstract:

L'objectif de ce travail vise a modeliser numeriquement certains ecoulements non newtoniens. Les ecoulements consideres ont lieu dans trois conduites de nature differente: circulaire rigide, tronconique rigide puis circulaire deformable. Les phenomenes analyses sont relatifs a des regimes transitoires et periodiques pour des fluides a comportement visqueux non lineaire. Un modele rheologique a quatre parametres est adopte pour illustrer les methodes de resolution proposees. Les developpements numeriques conduisent a la determination des pressions, du champ des vitesses et des contraintes parietales. Dans le cas des conduites tronconiques et des conduites deformables, la modelisation tient compte du caractere bidimensionnel et non permanent de l'ecoulement, de l'aspect non lineaire du aux termes convectifs et au comportement du fluide. Le modele numerique est aussi utilise pour simuler quelques types d'ecoulements reels realises sur un banc experimental; l'etude comparative fournit des resultats satisfaisants tant en ce qui concerne les valeurs des vitesses locales que la distribution des pressions

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Schwindt, Erica L. "Problèmes d'interaction entre un fluide newtonien incompressible et une structure." Electronic Thesis or Diss., Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10068.

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Abstract:

Cette thèse porte sur deux problèmes différents d'interaction fluide-structure dans le cas tridimensionnel: dans le premier problème, on effectue une étude théorique d'un problème d'interaction entre une structure déformable et un fluide Newtonien incompressible (Chapitre 2); dans le deuxième problème, on considère un problème inverse géométrique associé à un système fluide-corps rigide (Chapitre 3). Pour le premier problème nous démontrons un résultat d'existence et d'unicité des solutions fortes, en utilisant, pour la structure élastique, une approximation des équations de l'élasticité linéaire par un système de dimension finie. Dans le deuxième problème, nous démontrons le caractère bien-posé du système associé et nous montrons un résultat d'identifiabilité: la forme d'un corps convexe et sa position initiale sont identifiées par la mesure, en un temps positif, du tenseur de Cauchy du fluide sur une partie ouverte de la frontière extérieure. De plus, un résultat de stabilité pour ce problème est abordé
This thesis deals with two different fluid-structure interaction problems in the three dimensional case: in the first problem, we make a theoretical analysis of a problem of interaction between a deformable structure and an incompressible Newtonian fluid (Chapter 2); in the second problem, we consider a geometrical inverse problem associated to a fluid-rigid body system (Chapter 3). For the first problem, we prove a result of existence and uniqueness of strong solutions by using, for the elastic structure, an approximation of the equations of linear elasticity by a finite-dimensional system. In the second problem, we prove the well-posedness of the corresponding system and we show an identifiability result: the form of a convex body and its initial position are identified by the measurement, at a positive time, of the Cauchy force of the fluid on an open part of the exterior boundary. Moreover, a stability result for this system is tackled

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Nikfarjam, Farhad. "Extension de la méthode LS-STAG de type frontière immergée/cut-cell aux géométries 3D extrudées : applications aux écoulements newtoniens et non newtoniens." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0023/document.

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Abstract:

La méthode LS-STAG est une méthode de type frontière immergée/cut-cell pour le calcul d’écoulements visqueux incompressibles qui est basée sur la méthode MAC pour grilles cartésiennes décalées, où la frontière irrégulière est nettement représentée par sa fonction level-set, résultant en un gain significatif en ressources informatiques par rapport aux codes MFN commerciaux utilisant des maillages qui épousent la géométrie. La version 2D est maintenant bien établie et ce manuscrit présente son extension aux géométries 3D avec une symétrie translationnelle dans la direction z (configurations extrudées 3D). Cette étape intermédiaire sera considérée comme la clé de voûte du solveur 3D complet, puisque les problèmes de discrétisation et d’implémentation sur les machines à mémoire distribuée sont abordés à ce stade de développement. La méthode LS-STAG est ensuite appliquée à divers écoulements newtoniens et non-newtoniens dans des géométries extrudées 3D (conduite axisymétrique, cylindre circulaire, conduite cylindrique avec élargissement brusque, etc.) pour lesquels des résultats de références et des données expérimentales sont disponibles. Le but de ces investigations est d’évaluer la précision de la méthode LS-STAG, d’évaluer la polyvalence de la méthode pour les applications d’écoulement dans différents régimes (fluides newtoniens et rhéofluidifiants, écoulement laminaires stationnaires et instationnaires, écoulements granulaires) et de comparer ses performances avec de méthodes numériques bien établies (méthodes non structurées et de frontières immergées)
The LS-STAG method is an immersed boundary/cut-cell method for viscous incompressible flows based on the staggered MAC arrangement for Cartesian grids where the irregular boundary is sharply represented by its level-set function. This approach results in a significant gain in computer resources compared to commercial body-fitted CFD codes. The 2D version of LS-STAG method is now well-established and this manuscript presents its extension to 3D geometries with translational symmetry in the z direction (3D extruded configurations). This intermediate step will be regarded as the milestone for the full 3D solver, since both discretization and implementation issues on distributed memory machines are tackled at this stage of development. The LS-STAG method is then applied to Newtonian and non-Newtonian flows in 3D extruded geometries (axisymmetric pipe, circular cylinder, duct with an abrupt expansion, etc.) for which benchmark results and experimental data are available. The purpose of these investigations is to evaluate the accuracy of LS-STAG method, to assess the versatility of method for flow applications at various regimes (Newtonian and shear-thinning fluids, steady and unsteady laminar to turbulent flows, granular flows) and to compare its performance with well-established numerical methods (body-fitted and immersed boundary methods)

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Ghaïtanellis, Alex. "Modélisation du charriage sédimentaire par une approche granulaire avec SPH." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1087/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet le développement d’un modèle de transport sédimentaire avec la méthode SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics). Si les modèles couramment proposés dans la littérature reposent sur un solveur hydrodynamique couplé à des lois semi-empiriques qui modélisent le transport sédimentaire, une approche différente est proposée ici. Dans le modèle proposé dans ce travail, la dynamique du sédiment est également résolue. Celui-ci est assimilé à un milieu continu dont la loi de comportement rend compte de la nature granulaire.Pour ce faire, le modèle élastique-viscoplastique d’Ulrich (2013) a été implémenté dans un code SPH préexistant programmé en langage Cuda, et amélioré du point de vue physico-numérique. Le comportement mécanique du sédiment dépend donc d’une contrainte de rupture déterminée conformément au critère de Drucker-Prager. Dans les zones du matériau où la rupture n’a pas eu lieu, les contraintes de cisaillement sont calculées selon la loi de Hooke généralisée. Dans les zones où la contrainte de rupture a été dépassée, le matériau est assimilé à un fluide rhéofluidifiant. Numériquement, la transition entre les deux états est opérée à l’aide d’une fonction de raccord qui dépend notamment du l’amplitude du taux de déformation et des propriétés granulaires du sédiment.L’eau et le sédiment sont modélisées comme deux phases immiscibles, dans le cadre d’une formulation SPH multi-phase. Pour ce faire, le modèle de Hu et Adams (2006) a été adapté aux modèles de conditions limites semi-analytiques (Ferrand, 2013). Enfin, un schéma d’intégration implicite des forces visqueuses a été développé dans ce contexte, afin d’améliorer les performances du solveur lors de modélisation d’écoulement à bas Reynolds.Plusieurs cas tests sont proposés pour valider le modèle multiphasique, le schéma implicite et le modèle élastique-viscoplastique. De manière générale, les résultats sont en bon accord avec les données expérimentales et analytiques. Le modèle permet de représenter des écoulements multi-fluide avec une bonne précision, même en présence de grand rapport de densité entre les phases. Il en va de même pour les écoulements de fluide non-newtonien et les écoulements à bas Reynolds, pour lesquels le schéma implicite conduit à des résultats très satisfaisants. Enfin, le modèle élastique-viscoplastique a été appliqué à divers cas d’écoulements granulaires, dans le cas d’un matériau sec et saturé, ainsi qu’à des cas d’érosion et d’affouillement. Là encore, les résultats sont globalement en bon accord avec l’expérience
This thesis presents the development and application of a Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) model to bed-load transport. While state of the art simulation methods commonly rely on a fluid dynamics solver coupled to semi-empirical relationships to model the sediment transport, a completely different approach is investigated in this work. The sediment is treated as a continuum whose behaviour law takes account for its granular nature. citepos{ulrich2013smoothed} elastic-viscoplastic model is thus implemented in an in-house code based on the Cuda language, and improved on physical and numerical aspects. The sediment behaviour depends on a yield stress determined according to Drucker-Prager's criterion. In unyielded regions, the shear stresses are calculated in line with the linear elastic theory. In yielded regions, a shear thinning rheological law is used and the transitions between solid and liquid states are ensured by a blending function driven by the strain rate magnitude and sediment granular properties. Water and sediment are modelled as two immiscible phases in the frame of a multi-phase SPH model with semi-analytical wall boundary conditions cite{ferrand2013unified}. An implicit viscous forces integration scheme is also developed to improve the code performance as for low-Reynolds flows.The multi-phase model, as well as the implicit viscous forces integration scheme, were validated on analytical test cases and good agreement was obtained. The multi-phase formulation has also proven its capability to handle flows involving high density ratio, while the implicit viscous forces integration scheme was successfully applied to the simulation of a non-Newtonian flow. The elastic-viscoplastic model was tested on dry and submerged granular flow problems. The model was able to correctly capture the liquid and solid states of the granular material, as well as the failure and the regime transitions. It was also applied to bed-load transport problems for which a good agreement with the experiment was generally found

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Javaherdeh, Koroush. "Transfert thermique pour fluides non-newtoniens : cas du refroidissement de fluides de Herschel-Bulkley : aspects instationnaires." Nancy 1, 1996. http://www.theses.fr/1996NAN10174.

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Abstract:

Nous nous proposons d'effectuer une étude numérique et expérimentale du refroidissement avec changement de phase, en régime instationnaire. Nous déterminons les lois de l'écoulement et du transfert de chaleur, pour des fluides non-newtoniens thermodépendants à seuil. Ces fluides s'écoulent dans une conduite cylindrique horizontale, refroidie à la paroi par l'écoulement externe tel que coefficient d'échange convectif soit uniforme. Nous nous intéressons aux fluides viscoplastiques dont le comportement peut être modélisé par la loi de Herschel-Bulkley. D'un point de vue numérique, nous avons utilisé deux formulations (ω-Ψ) et (u-v-p) pour résoudre les équations gouvernant le problème. La similarité des résultats obtenus nous a permis de privilégier la formulation (u-v-p). De plus, nous avons mis en évidence l'incidence de divers paramètres sur la structure du champ dynamique et sur le transfert de chaleur. Sur le plan expérimental, nous avons utilisé une boucle d'essais fonctionnant en circuit fermé, Au cours de nos essais nous avons mesuré divers paramètres tels que: débits, températures et épaisseur du dépôt solide. Pour obtenir une caractérisation rhéologique précise de notre produit, nous avons utilisé un rhéomètre à contrainte imposée. Notre recherche nous a permis de mettre en évidence l'influence du coefficient d'échange externe (h∞), de la température du fluide réfrigérant (T∞), de la température d'entrée du fluide de travail (Te) du débit (Q), du paramètre de thermodépendance (bk ) sur les champs thermique et dynamique et d'établir des corrélatons pour le coefficient de frottement et le nombre de Nusselt
We present here a numerical and experimental study of cooling with phase change taking account of time evolution. We have determined the dynamical and the heat transfer laws for non Newtonian thermodependent yield stress fluids in laminar regime, flowing through cylindrical duct. These thermodependant fluids are subjected to an external cooling with a constant heat transfer coefficient. We are interested in viscoplastic products for which the comportment law may be modelized by the formula. To solve numerically the governing equations, we have used (ω-Ψ) and (u-v-p) formulations. The similarity of the results permits to privilege the (u-v-p) formulation. Experimentally, we have used a closed test loop to determine different parameters like: flow rate, wall temperatures, thickness of solid deposit. A stress controlled rheometer was used to obtain a precise determination of the rheological behaviour. Our research permits to point out the influence of: the external heat transfer coefficient (h ∞), the temperature of cold fluid(T∞), the temperature of the fluid at inlet (Te) the flow rate (Q) and also of the thermodependancy parameter (bk ) on the thermal and dynamical fields

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Msheik, Khawla. "Fluides non newtoniens avec surface libre : modélisation et caractère bien posé." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALM050.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la compréhension de systèmes dynamiques liés aux films liquides minces entraînés par la gravité; principalement des modèles d’eau peu profonde et des équations de lubrification. D’un point de vue modélisation, nous avons obtenu d’une part des modèles à 3 équations des eaux peu profondes pour les fluides newtoniens à viscosité constante décrivant l’évolution de la hauteur du fluide, de sa vitesse et d’une nouvelle variable définie équivalent eau taux de cisaillement. De tels modèles parviennent à capturer des régimes instables et à donner des résultats numériques satisfaisants pour l’étude de seuil d’instabilité et de la phase de l’onde à une distance modérée du seuil. D’autre part, une équation de lubrification et un modèle d’eau peu profonde ont été obtenu à partir d’un modèle de fluide non-Newtonien connu sous le nom de fluide bi-visqueux- dont la rhéologie se rapproche de celle des fluides pseudo plastiques et de Bingham. Concernant la partie analyse, l’existence globale de solutions faibles non négatives pour les équations de lubrification, telles que l’équation de Derrida-Lebowitz-Speer-Spohn, partant des solutions faibles non négatives pour les équations appropriées d’eau peu profonde visqueuse (en manipulant les termes de traînée et la formule de capillarité), est montrée. La nouveauté dans ce travail est de montrer que l’entropie BF qui a été introduite pour les équations de lubrification dans le contexte des films minces est encodée dans l’entropie BD introduite pour Navier-Stokes compressible avec viscosités dépendant de la densité. On s’intéresse également aux solutions dissipatives pour des systèmes incompressible et compressible de type Oldroyd ainsi qu’aux solutions faibles pour un système dégénéré de type Bingham
The work in this thesis falls in the category of comprehending dynamical systems relatedto thin liquid films driven by gravity; mainly shallow water models and lubrication equations.From a modeling point of view, we have derived from one hand 3-equation shallow water modelsfor Newtonian fluids with constant viscosity that describe the evolution of the fluid’s height, velocityand a new defined variable equivalent to the shear rate. Such models succeed in capturingunstable regimes and in giving satisfactory numerical results for the instability threshold andthe wave speed at moderate distance from threshold. On the other hand, a lubrication equationand a shallow water model were derived for a non Newtonian fluid- known as a bi-viscousfluid- whose rheology approximates that of pseudo plastic and Bingham fluids. Concerning theanalysis part, the global existence of nonnegative weak solutions for lubrication equations, suchas the Derrida-Lebowitz-Speer-Spohn equation, is proved starting from nonnegative weak solutionsfor appropriate viscous shallow-water equations (playing with drag terms and capillarityformula). The novelty in this work is to show that the BF entropy which is introduced forlubrication equations in the context of thin films is encoded inside the BD entropy introducedfor compressible Navier Stokes equations with density dependent viscosity. We also investigatethe dissipative solution of Navier Stokes system of Oldroyd-B rheology, as well as the globalweak solution for degenerate lake system of Bingham rheology

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Mary, Gilles. "Prise en compte des eﬀets du produit et du procédé au cours de l’opération de foisonnement par battage en continu - Analyse dimensionnelle." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2011. http://www.theses.fr/2011AGPT0054/document.

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Abstract:

L'objet de cette étude est de mieux formaliser et modéliser de façon générique le processus de structuration d'un produit par le procédé de foisonnement, en reliant les paramètres opératoires aux propriétés des mousses formées et de contribuer ainsi à un meilleur pilotage de l'opération. Une ligne de foisonnement par battage en continu a été instrumentée et l'évolution du diamètre des bulles en fonction des paramètres du produit et du procédé a été suivie pour des milieux modèles newtoniens et rhéofluidifiants. L'analyse dimensionnelle à l'échelle du procédé a permis d'aboutir à un modèle physique de l'opération, et donc d'avoir une compréhension des phénomènes en présence. Elle a aussi permis d'intégrer les paramètres du produit et du procédé et de simplifier la représentation des résultats expérimentaux. Enﬁn, la cohérence de ce modèle avec d'autres issus de la littérature et une première approche de validation avec un produit réel, semble justiﬁer son caractère générique
The aim of this study is to better formalize and model in a generic way the structuring of a product by the foaming operation process, by linking the operating parameters to the foams properties and contribute to a better steering of the operation. A continuous whipping line was instrumented and the evolution of bubble diameter depending on both product and process parameters was characterized for Newtonian and shear-thinning model fluids. Dimensional analysis of the process has lead to a physical model of the operation, and therefore makes possible the understanding of the phenomena involved. It also helped to integrate the product and the process parameters and simplify the representation of experimental results. Finally, the consistency of this model with others from the literature and a first validation with a real product seems to justify his relevance

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Neshasteh, Hamidreza. "Ultra-high frequency optomechanical disk resonators in liquids." Electronic Thesis or Diss., Université Paris Cité, 2023. http://www.theses.fr/2023UNIP7132.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous présentons une étude approfondie des résonateurs à disques optomécaniques ultra-haute fréquence, en fonctionnement dans divers environnements liquides. L'objectif du travail était de développer des techniques expérimentales optiques et des modèles théoriques pour étudier les interactions fluide-structure dans des dispositifs micro ou nanométriques vibrants, ayant des applications potentielles en fluidique, en détection pour le biomédical et en science des matériaux. Nous avons appliqué des techniques de transduction optomécaniques à des résonateurs à disque en silicium pour mesurer diverses propriétés des liquides. En s'appuyant sur des modèles analytiques et numériques, nos mesures permettent de remonter à l'indice de réfraction, la conductivité thermique, la viscosité, la densité et la compressibilité du liquide. Nous avons notamment obtenu des expressions explicites pour le décalage en fréquence et le facteur de qualité mécanique d'un disque immergé dans un liquide, le transformant en un rhéomètre calibré. Puisque ce rhéomètre couvre la gamme de fréquences de 200 MHz à 3 GHz, nous avons pu observer d'importants effets de compressibilité dans l'eau, et confirmé que ce liquide reste pour autant newtonien dans cette gamme. En revanche, le 1-décanol liquide présente un comportement non newtonien, avec une viscosité dépendant de la fréquence, et des temps de relaxation associés proche de la nanoseconde que nous avons pu mettre en évidence expérimentalement. Le travail de thèse apporte un éclairage sur le comportement des résonateurs à disque optomécanique immergés, et démontre leur potentiel pour sonder les propriétés multiphysiques d'un liquide à l'échelle micronique
In this thesis, we present an in-depth study of ultra-high frequency optomechanical disk resonators operating in various liquid environments. The goal of the work was to develop optical experimental techniques and theoretical models to study fluid-structure interactions in micro- and nanoscale vibrating devices, with potential applications in fluidics, biomedical sensing, and materials science. We employed optomechanical transduction techniques on silicon disk resonators to measure various properties of liquids. Backed by analytical and numerical models, our measurements give access to the liquid's refractive index, thermal conductivity, viscosity, density, and compressibility. We notably derived closed-formed expressions for the mechanical frequency shift and quality factor of a disk immersed in liquid, transforming it into a calibrated rheometer. As this rheometer covers the frequency range from 200 MHz to 3 GHz, we observed pronounced compressibility effects in liquid water, and confirmed that this liquid remains Newtonian in this range. In contrast, 1-decanol liquid exhibits a non-Newtonian behavior, with a frequency-dependent viscosity associated with relaxation times that we could reveal experimentally. The thesis work provides insights into the behavior of immersed optomechanical disk resonators and demonstrates their potential to probe the multiphysics properties of a liquid at the micron scale

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Rimbert, Nicolas. "Contribution à l'étude de la pulvérisation et de la dispersion dans l'air de fluides newtoniens et non-newtoniens : application aux largages aériens d'eau et de fluide retardant." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL007N.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude du largage aérien d'eau et de mélange retardant. Les enjeux se situent à plusieurs niveaux: de la compréhension qualitative des phénomènes à la prédiction de l'influence de la formulation et de la rhéologie du fluide employé sur sa répartition au sol; ce sujet touche à de nombreux domaines de la mécanique: turbulence et mécanique statistique, mécanique des fluides diphasiques et rhéologie. La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude des ordres de grandeurs du largage aérien d'eau et de retardant. On met en évidence la similitude de ce problème avec celui du mélange turbulent dans l'instabilité de Rayleigh-Taylor. On aborde ensuite l'étude de la théologie du mélange retardant utilisé par la sécurité civile française. On met cette fois-ci en évidencé l'importance de la floculation par déplétion, facteur qui compense en partie les effets viscoélastiques dus à la présence de gomme Guar. Avant d'aborder la partie simulation numérique, on effectue la modélisation de la fragmentation d'un liquide à grand nombre de Weber. Cette approche, qui fait appel à la notion de processus auto-similaire, permet de rendre compte de l'important nombre de petites gouttes dans un spray turbulent. On peut ainsi obtenir de façon quantitative un certain nombre de grandeurs caractéristiques du spray (diamètre moyen de Sauter, densité d'interface) On aborde alors une formulation mathématique rigoureuse de la mécanique des fluides dipbasiques par prise de moyenne spatiale. Ce qui aboutit à une dérivation d'une équation de transport pour la densité d'interfaces. Les équations de fermeture nécessaires sont alors dérivées en utilisant une thermodynamique des phénomènes irréversibles étendue. On effectue enfin la simulation du largage aérien d'eau et de retardant par un avion porteur d'eau. Cela se fait par découpage du problème en deux étapes: ouverture de la trappe puis dispersion de nuage. Le lien entre les deux étapes est obtenu par une méthode de changement de maillage inspirée des filtrages successifs de Germano en Simulation des grandes échelles
The topic ofthis thesis is the modeling of the aerial dropping ofwater and retardant fluid by an airplane on a wildland fire. There are several levels of understanding: from qualitative description to fine prediction of the influence of the retardant fluid rheology on the spreading of the cloud. Most domains of fluid mechanics are concerned: turbulence and statistical mechanics, multiphase flows and complex fluid rheology. First part of this thesis is a bibliographical and qualitative study of characteristic scales of the problem. Emphasis is put on the similarity between aerial dropping and turbulent mixing in the Rayleigh-Taylor instability. Kinetic and potential energy in a typical dropping are around three and two mega Joules respectively and Reynolds number may be as high as 109, ln the second part, French retardant fluid rheological properties are studied. Lt is a mixture of water, ammonium polyphosphate, attapulgites clay, guar gum and iron oxides. Lt bas a complex rheological behavior but elasticity is quickly decreasing under shear stress so it can be efficiently modeled using a simple power-law viscosity. Third part develops a self-sitnilar stochastic process akin to a fragmentation equation whose solutions are given using P. Lévy stable laws. Lt is then shown from comparison with experimental data that it helps in fitting some experimental data in atomization study and may especially give a better fit to the small drop part of the p. D. F. Other spray characteristics (like intensity or Sauter mean diameter) may be efficiently computed using these p. D. F. Fourth part is a derivation of one-fluid and two-fluid macroscopic model of biphasic medium by averaging the microscopic equations. The notion of interfacial area concentration is developed in Ibis framework. A balance equation is calculated and necessary closure equations are obtained using extended irreversible thermodynatnics. Ln the fifth part, simulations of the dropping were divided in two stages: a trap opening stage computed on a fine mesh and a cloud spreading stage computed on a coarser mesh. Final solution of the trap opening stage is used to initialize the cloud spreading stage using a mesh coarsening method based on Germano's generalized central moments in order to compute new turbulent quantities

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Kostenko, Romaric. "Simulation d'écoulements non-newtoniens en milieu poreux macroscopique par la méthode de lattice-Boltzmann." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS561.

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Abstract:

Un fluide non-newtonien est un fluide dont la relation entre son taux de déformation et la contrainte qui lui est imposé n'est pas linéaire. Dans un milieu poreux, la contrainte imposée au fluide dépend de la pression imposée mais aussi de la taille des pores, et donc de la perméabilité à l'échelle macroscopique. Certains fluides peuvent avoir une rhéologie qui présente un changement à partir d'un seuil en contrainte. Si la taille des pores est aléatoire, le fluide va alors changer de régime de façon hétérogène dans le milieu. L'écoulement pourra alors présenter un premier régime où tout le fluide est en dessous du seuil, un régime où tout le fluide est au-dessus du seuil, et un régime intermédiaire pour lequel les deux types de rhéologie coexistent. Nous nous intéressons à ce régime intermédiaire pour des écoulements de fluide non-newtonien en milieu poreux macroscopique, étudiés par des simulations. Plus particulièrement, nous regardons l'écoulement d'un fluide de Bingham et celui d'un fluide de Carreau. Le fluide de Bingham ne s'écoule qu'à partir d'une contrainte seuil. En dessous du seuil, il se comporte comme un solide. Au-delà, sa relation taux de déformation/contrainte suis une loi affine. Les fluides de Carreau ont une relation taux de déformation/contrainte qui change de régime entre une loi linéaire et une loi de puissance. L'étude à l'échelle macroscopique se fait en simulant une loi de Darcy-Brinkman dans un champ de perméabilité hétérogène. Nous utilisons pour nos simulations la méthode de Boltzmann sur réseau, avec une grille de nœuds régulière, plus particulièrement le schéma à deux temps de relaxation d'Irina Ginzburg. Pour chaque fluide, nous regardons la relation débit-pression, ainsi que les propriétés géométriques des différents régimes d'écoulement. Nous caractérisons plus particulièrement les propriétés multi-échelles des régions dans un le même régime d'écoulement (clusters), telles que leur taille ou leur forme. Nous faisons aussi le lien entre ces propriétés géométriques et la théorie de la percolation, qui étudie le comportement de cartes de nœuds s'ouvrant aléatoirement et qui prédit des propriétés fractales
A non-newtonian fluid is a fluid which relation between it's shear rate and the stress under which it is put, is not linear. In a porous medium, the stress imposed to the fluid depends on the imposed pressure, but also on the pores size, and therefore on the macroscopic scale permeability. Some fluids have a rheology such that the fluid show a change of behaviour reaching a yield stress. If the pore size is random, then the fluid will present heterogeneous regime changes in the medium. The flow will then show a first regime where the whole fluid will be under the threshold, a regime where the whole fluid will be far above the threshold, and an intermediate regime for which both rheologies coexists. We are interested in intermediate regime for the flow of non-newtonian fluids in macroscopic porous media, and study it with numerical simulations. More particularly, we look at the flow of a Bingham fluid and that of a Carreau fluid. The Bingham fluid doesn't flow under a yield stress. Under the threshold, it behaves as a solid. Beyond, it's shear-rate/stress relation is an affine law. Carreau fluids have a shear-rate/stress relation that change regime between that of a newtonian fluid, and a power law. The macroscopic scale study is done simulating a Darcy-Brinkman law in a heterogeneous permeability field. We use for our simulations the lattice-Boltzmann method, on a regular node grid, and more specifically Irina Ginzburg two relaxation-time scheme. For each fluid, we study the flow-pressure relationship, as well as the geometric properties and the multi-scale properties in the fluid regions in the same flow regime (clusters), properties such as their size and shape. We also link these geometrical properties to the percolation theory, which studies the behaviour of randomly opening node maps and predicts fractal properties

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Caussanel-Laurent, Odile. "Agitation industrielle de fluides visqueux newtoniens et pseudoplastiques : approches expérimentale et numérique." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT008G.

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Abstract:

Cette etude a pour objet l'agitation par des mobiles industriels de fluides visqueux newtoniens et pseudoplastiques. Le regime d'ecoulement est laminaire. Les mobiles industriels sont de deux types: un agitateur a ancre et une vis helicoidale avec tube de guidage. L'agitateur a ancre est etudie dans une cuve a fond conique. La vis helicoidale avec tube de guidage est etudiee dans une cuve a fond plat ou conique. L'etude de l'agitateur a ancre est abordee experimentalement et numeriquement. Une etude globale de l'agitateur est realisee en utilisant des mesures de couple pour la determination des caracteristiques de puissance en milieu pseudo-plastique et newtonien et une methode de coloration-decoloration pour la determination du temps de melange. Les vitesses locales sont obtenues par anemometrie a film chaud. Les ecoulements tangentiel-radial et axial-radial sont etablis pour un regime d'ecoulement. L'etude montre qu'une variation du nombre de reynolds influe peu sur ces deux ecoulements. Un code de calcul base sur une methode d'elements. Finis est developpe pour resoudre les equations de navier-stokes en regime laminaire sur le domaine bidimensionnel que represente la section transversale d'une cuve agitee par une ancre. Ce mode de calcul est applique a la simulation de l'ecoulement tangentiel-radial genere par l'agitateur de dimensions industrielles. La comparaison avec les resultats experimentaux est satisfaisante. L'agitateur a vis helicoidale avec tube de guidage est d'abord etudie dans une cuve a fond plat. L'etude globale experimentale de ce dispositif est faite suivant le protocole adopte pour l'agitateur a ancre. Les ecoulements externe au tube de guidage et de retour dans le tube de guidage sont donnes. Les influences de la rheologie et du nombre de reynolds sont etudiees. Les effets du tube de guidage et de la forme du fond de la cuve sont mis en evidence. Une comparaison des differents types d'agitateurs etudies est proposee

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Schwindt, Erica L. "Problèmes d'interaction entre un fluide newtonien incompressible et une structure." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10068/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur deux problèmes différents d'interaction fluide-structure dans le cas tridimensionnel: dans le premier problème, on effectue une étude théorique d'un problème d'interaction entre une structure déformable et un fluide Newtonien incompressible (Chapitre 2); dans le deuxième problème, on considère un problème inverse géométrique associé à un système fluide-corps rigide (Chapitre 3). Pour le premier problème nous démontrons un résultat d'existence et d'unicité des solutions fortes, en utilisant, pour la structure élastique, une approximation des équations de l'élasticité linéaire par un système de dimension finie. Dans le deuxième problème, nous démontrons le caractère bien-posé du système associé et nous montrons un résultat d'identifiabilité: la forme d'un corps convexe et sa position initiale sont identifiées par la mesure, en un temps positif, du tenseur de Cauchy du fluide sur une partie ouverte de la frontière extérieure. De plus, un résultat de stabilité pour ce problème est abordé
This thesis deals with two different fluid-structure interaction problems in the three dimensional case: in the first problem, we make a theoretical analysis of a problem of interaction between a deformable structure and an incompressible Newtonian fluid (Chapter 2); in the second problem, we consider a geometrical inverse problem associated to a fluid-rigid body system (Chapter 3). For the first problem, we prove a result of existence and uniqueness of strong solutions by using, for the elastic structure, an approximation of the equations of linear elasticity by a finite-dimensional system. In the second problem, we prove the well-posedness of the corresponding system and we show an identifiability result: the form of a convex body and its initial position are identified by the measurement, at a positive time, of the Cauchy force of the fluid on an open part of the exterior boundary. Moreover, a stability result for this system is tackled

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Tafkir, Saïd. "Étude numérique et expérimentale du refroidissement avec solidification de fluides non-newtoniens thermodépendants en écoulement dans une conduite." Nancy 1, 1996. http://www.theses.fr/1996NAN10083.

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Abstract:

Ce travail présente une analyse numérique et expérimentale du refroidissement avec changement de phase, d'un fluide pseudoplastique thermodépendant en écoulement dans une conduite horizontale soumise à une condition de convection externe uniforme. On s'intéresse plus particulièrement à l'étendue de la zone avant le changement de phase, aux évolutions du profil de l'interface liquidesolide, du profil de vitesse axiale, des pertes de charge et à celle du nombre de Nusselt local. L'effet du caractère thermodépendant du fluide a été mis en évidence
This work presents a numerical and experimental investigation of cooling with solidification for thermodependant pseudoplastic fluid, flowing in an horizontal duct subjected to a uniform external convection. We are especially interested in the liquid-solidification free length and the evolution of the liquid-solid interface, axial velocity profile, pressure drop and the evolutions of the local Nusselt number. The effect of temperature dependant character of the fluid is put in evidence

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Younes, Eliane. "Nouveau mélangeur à advection chaotique pour les fluides visqueux newtoniens et à seuil." Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4020.

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Abstract:

Dans le but de mélanger les fluides visqueux avec une dépense énergétique minimale, nous proposons un nouveau mélangeur actif en ligne basé sur le principe de mélange par advection chaotique. Nous démontrons par des simples arguments théoriques que, par un choix judicieux des paramètres de contrôle, le mélange pourrait être efficace. Cette étude théorique est validée par des simulations numériques dans le cas des écoulements de fluide newtonien à faible nombre de Reynolds. Le comportement rhéologique des fluides de travail, le fluide newtonien (Emkarox) et le fluide à seuil (Carbopol), utilisés lors de l'étude expérimentale, est caractérisé. En parallèle, un dispositif expérimental est dimensionné et construit dans le cadre de la thèse. Lors d'un écoulement de fluide newtonien, les mesures de champs de vitesse, obtenues par la méthode · de vélocimétrie par image de particules (PIV), ont permis de mettre en évidence le régime d'advection chaotique. Le mélange de deux fluides est quantifié à partir des cartographies de mélange obtenues par la méthode de fluorescence induite par laser (LIF). Cette étude a montré que l'écoulement est plus chaotique ainsi que le mélange est plus homogène lorsque les particules de fluide passent plus de temps dans le mélangeur afin qu'elles soient suffisamment soumis au processus d'étirement et de repliement. Une étude similaire est réalisée avec des écoulements de Carbopol permettant de mettre en évidence l'influence de la rhéologie du fluide sur le degré du chaos et sur l'homogénéité du mélange
In order to mix highly viscous fluids with minimal energetic input, we propose a new active inline mixer based on the principle of mixing by chaotic advection. We demonstrate by simple scaling arguments that, by a judicious choice of the controlling parameters, mixing could be efficient. This theoretical study is validated by numerical simulations in the case of Newtonian fluid flows at low Reynolds number. The rheological behavior of the working fluids, the Newtonian (Emkarox) and the yield stress (Carbopol) fluids, used in the experimental study, is characterized. Jn parallel, an experimental device is designed ·and built in the framework of this thesis. During a Newtonian fluid flow, velocity field measurements, obtained by the particle image velocimetry (PIV) method, highlighted the chaotic advection regime. Mixing of two fluids is quantified using the mixing patterns obtained by the laser induced fluorescence (LIF) technique. This study showed that the flow is more chaotic and the mixing is more homogeneous when the fluid particles spend more time in the mixer so that they are sufficiently subjected to the stretching and folding mechanism. ., A similar study is carried out with Carbopol flows to analyze the influence of the fluid rheology on the degree of chaos and on the homogeneity of the mixing

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Guerfal, Atef. "Etude numérique de l'écoulement viscoplastique avec fottement : Application à la conception des extrudeuses." Rennes, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAR0010.

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Hoareau, Bertrand. "Ébullition en convection forcée entre plaques ondulées horizontales." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL105N.

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Abstract:

Cette étude s'inscrit dans la suite des investigations menées au LEMTA (CNRS UMR 7563) afin d'appréhender les phénomènes se produisant lors d'écoulements de fluides newtoniens entre plaques ondulées en configuration horizontale. Une étude bibliographique concernant les écoulements monophasique et diphasique a permis d'effectuer une synthèse des résultats essentiels sur les plaques ondulées. D'autre part, cette étude a révélé un manque de données expérimentales et de modélisation concernant le phénomène d'ébullition entre ces plaques. Les outils numériques ont permis dans le cas isotherme de vérifier la bonne concordance avec les résultats expérimentaux antérieurs ayant trait aux mesures de champ des vitesses et aux mesures de gradients pariétaux de vitesses. Les résultats obtenus au moyen de la modélisation des écoulements diphasique en utilisant le modèle VOF ont révélé une bonne concordance avec les expériences pour les faibles vitesses superficielles de liquide. Dans le cas non-isotherme, sans changement de phase ce travail a permis de relier l'évolution du coefficient de transfert le long d'une ondulation à la structure générale de l'écoulement. En régime d'ébullition, l'étude a permis d'identifier différents régimes pour des conditions d'entrée et de chauffage stables. Sans débit imposé, l'analyse des températures pariétales a montré la présence d'un régime d'ébullition nucléée en sommet d'ondulation et un régime de transition dans le creux de l'ondulation. A débit imposé, le nombre de Reynolds conditionne l'évolution du titre massique le long de l'ondulation. Enfin, l'ensemble des stades d'ébullition en convection forcée a été relié aux mesures de températures pariétales.

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Knapp, Yannick. "Influence de la réduction de frottement par une solution diluée de polymères sur le comportement du champ de pression parietal turbulent aux bas nombres d'onde." Aix-Marseille 2, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX22021.

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Abstract:

La reduction de frottement par adjonction de polymeres a ete etudiee en vue de reduire les vibrations induites par un ecoulement turbulent sur une structure. Les experiences ont ete realisees dans un tunnel hydrodynamique ou des reductions de frottement pouvant atteindre 50% ont ete obtenues en injectant des solutions diluees de polyacrylamides de haut poids moleculaire. Les contributions convectives du champ de pression parietal ont ete estimes pour des vitesses de 3, 4 et 5m/s, en presence de reduction de frottement a l'aide de capteurs piezo-electriques montes en cavite. Des mesures simultanees de vitesse de vibration au centre d'une plaque plane rectangulaire montee affleurant sur une des parois du tunnel. Les mesures realisees montrent qu'en presence de reduction de frottement une reduction du niveau spectral convectif (jusqu'a 8db a hautes frequences) et une reduction notable des niveaux de vibration de la plaque (jusqu'a 18db sur une large gamme de frequences) sont observes. L'analyse des caracteristiques et du comportement de la plaque montre que les niveaux des pics dans la reponse de la plaque sont representatifs du niveau du champ de pression parietal aux faibles nombres d'onde. Ainsi les niveaux de vibration ont ete transformes en niveau de pression grace a un etalonnage de la plaque. Les mesures ainsi realisees montrent une reduction des niveaux du champ de pression parietal aux faibles nombres d'onde plaque (jusqu'a 5db sur une large gamme de frequences et nombres d'onde). Cette tendance indique que la reduction de frottement parietal par adjonction de polymeres affecte tout le domaine du champ de pression. Une premiere tendance du comportement du champ de pression aux bas nombres d'onde en presence de reduction de frottement est donnee

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Martinez, Philippe. "Etude expérimentale et simulation d'écoulements de fluides modèles et de dispersions pigmentaires dans une coucheuse rideau." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638025.

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Abstract:

Le couchage rideau est un procédé d'enduction sans contact qui permet un couchage " contour " d'une feuille de papier dont le point clé est la stabilité du rideau. Ce procédé semble devoir se développer dans les années à venir pour la production de papiers impression-écriture et de papiers et cartons d'emballages. Néanmoins, il existe aujourd'hui un écart important entre la stabilité théorique du rideau et les observations. Nous avons donc analysé par CFD l'écoulement interne dans un dispositif de couchage pilote avec différents fluides Newtoniens et Non-Newtoniens ainsi que l'écoulement externe sur le plan incliné de l'appareil. L'étude de l'écoulement interne par CFD a permis de faire ressortir la cause de vortex pouvant apparaître dans le dispositif. Pour avoir un écoulement sans vortex, le nombre de Reynolds à l'entrée doit être inférieur à une valeur critique égale à 20 pour la géométrie étudiée quel que soit le fluide utilisé. De plus la présence d'une seconde cavité permet de filtrer les perturbations pour des fluides peu rhéofluidifiants, ce qui est le cas des sauces de couchages pour des papiers WFC. Ces résultats ont été validés expérimentalement à l'aide de traceurs et de PIV en utilisant une réplique exacte en Plexiglas de la coucheuse rideau. Enfin en ce qui concerne l'étude de l'écoulement externe sur le plan incliné, l'utilisation de la CFD a permis de conclure que, pour les dispositifs de couchage utilisés et les conditions opératoires de nos industries, certains problèmes présentés dans la littérature ne devraient pas exister.

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Razafiarimanana, Marie-Thérèse. "Etude théorique et expérimentale de l'influence de la convection naturelle sur l'écoulement forcé engendré par une sphère en rotation plongée dans un écoulement vertical ascendant d'un liquide newtonien." Perpignan, 1986. http://www.theses.fr/1986PERP0051.

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Benoit, David, and David Benoit. "Divers problèmes théoriques et numériques liés à la simulation de fluides non newtoniens." Phd thesis, Université Paris-Est, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00973407.

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Abstract:

Le chapitre 1 introduit les modèles et donne les principaux résultats obtenus. Dans le chapitre 2, on présente des simulations numériques d'un modèle macroscopique en deux dimensions. La méthode de discrétisation par éléments finis utilisée est décrite. Pour le cas test de l'écoulement autour d'un cylindre, les phénomènes en jeu dans les fluides vieillissants sont observés. Le chapitre 3 concerne l'étude mathématique de la version unidimensionnelle du système d'équations aux dérivées partielles utilisé pour les simulations. On montre que le problème est bien posé et on examine le comportement en temps long de la solution. Dans le dernier chapitre, des équations macroscopiques sont dérivées à partir d'une équation mésoscopique. L'analyse mathématique de cette équation mésoscopique est également menée

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HARDJOMIDJOJO, HARTRISARI. "Performances hydrodynamiques et de transfert d'oxygene d'un bioreacteur traitant des fluides non-newtoniens." Paris, ENGREF, 1992. http://www.theses.fr/1992ENGR0007.

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Abstract:

Le comportement hydrodynamique et les phenomenes de transfert d'oxygene ont ete etudies dans un fermenteur de 75 litres traitant des fluides non-newtoniens. Trois systemes d'agitation ont ete testes: sa1 (trois turbines a pales droites), sa2 (ruban helicoidal couple avec une vis centrale) et sa3 (combinaison d'une turbine a pales droites et d'une turbine a pales inclinees). Le comportement rheologique complexe du milieu a ete obtenu en ajoutant differentes concentrations de xanthane (de 0,1% a 1,8%) soit dans l'eau lors de l'etude de l'hydrodynamique, soit dans un milieu de culture lors de l'etude des transferts d'oxygene. Le comportement hydrodynamique du fermenteur a ete caracterise selon trois criteres: la puissance consommee, le hold-up et le temps de melange. Les performances de transfert ont ete caracterisees par le coefficient de transfert volumetrique d'oxygene (k#1a), determine par la methode des bilans gazeux lors de fermentations reelles. Sa2 apparait comme le systeme d'agitation le plus efficace, en particulier pour des concentrations en xanthane elevees. Son utilisation pour melanger des fluides visqueux permet en outre de diminuer des zones mortes qui sont importantes dans le cas de sa1 et sa3. Au point de vue transfert d'oxygene, les valeurs de k#1a observees sont voisines pour sa1 et sa3, par contre, celles de sa2 sont inferieures. L'agitateur sa2 est un bon melangeur du liquide (visqueux en particulier). Par contre, il est moins interessant sur le plan de la dispersion et de la circulation du gaz et donc du transfert d'oxygene. Pour chacun des systemes d'agitation etudies, des correlations empiriques et adimensionnelles ont ete etablies pour decrire les performances hydrodynamiques et de transfert en fonction des conditions operatoires

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Dissertations / Theses on the topic 'Fluides Newtoniens'

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