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Dissertations / Theses on the topic 'Fluides non-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.
Full textAbstract:
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.
Full textAbstract:
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.
Full text
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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.
Full textAbstract:
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.
Full textAbstract:
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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Schaer, Nicolas. "Modélisation des écoulements à surface libre de fluides non-newtoniens." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD033/document.
Full textAbstract:
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 natureThe 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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Hocine, Mohamed. "Comportement des paliers fluides en écoulement turbulent de fluides non newtoniens." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30050.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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 résultatsUrban 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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Busuioc, Adriana Valentina. "Sur quelques problèmes en mécanique des fluides non newtoniens." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066084.
Full textAbstract:
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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Rakotomalala, Roger. "Écoulements non newtoniens en conduites rigides et déformables." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT097H.
Full textAbstract:
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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Al, Moatassime Hassan. "Simulations numériques d'écoulements permanents de fluides non newtoniens par une méthode multigrille." Paris 11, 1993. http://www.theses.fr/1993PA112472.
Full textAbstract:
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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Said, Jamal. "Simulation numerique d'ecoulements de fluides non newtoniens en configuration axisymetrique." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066523.
Full textAbstract:
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.
Full textAbstract:
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.
Full textAbstract:
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.
Full text
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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.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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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Amrouche, Cherif. "Etude globale des fluides de troisième grade." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066334.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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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Msheik, Khawla. "Fluides non newtoniens avec surface libre : modélisation et caractère bien posé." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALM050.
Full textAbstract:
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 BinghamThe 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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Bentifraouine, Chafaa. "Hydrodynamique globale, locale et transfert de matière dans un réacteur airlift à boucle externe." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT012G.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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 NusseltWe 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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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.
Full textAbstract:
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 fractalesA 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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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.
Full textAbstract:
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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Boughanim, Fouad. "Etude des écoulements isothermes et non isothermes des fluides non newtoniens : loi de carreau, loi de puissance." Saint-Etienne, 1996. http://www.theses.fr/1996STET4006.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au comportement asymptotique des écoulements tridimensionnels isothermes et non-isothermes des fluides non-newtoniens dans des domaines de faible épaisseur. Nous considérons d'abord un écoulement isotherme dont la viscosité suit le modèle de carreau ; on établit un théorème de convergence pour la vitesse et la pression quand l'épaisseur du domaine tend vers zéro. On fait apparaitre des valeurs critiques pour le nombre de Reynolds et nous donnons une condition faisant intervenir celui-ci et l'épaisseur du domaine pour que les approximations d'Hele-Shaw soient valables. Nous avons également étudié le comportement asymptotique d'un problème tridimensionnel où l'équation du mouvement est couplée avec une équation de type convection-diffusion et où la viscosité est donnée comme produit de la loi de puissance et de la loi d'Arrhenius. Nous obtenons dans ce cas un modèle limite découplé donné par une loi de type Poiseuille bidimensionnelle non-linéaire. La partie numérique de ce travail consiste à valider la loi limite obtenue dans le cas d'un écoulement non-isotherme. Nous utilisons pour cela une méthode d'éléments finis
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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.
Full textAbstract:
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.
Full textAbstract:
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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Benoit, David. "Divers problèmes théoriques et numériques liés à la simulation de fluides non newtoniens." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1004/document.
Full textAbstract:
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 menéeThis thesis is devoted to the modelling, the mathematical analysis and the simulation of non-Newtonian fluids. Some fluids in an intermediate liquid-solid phase are particularly considered: aging fluids. Modelling scales are macroscopic and mesoscopic. In Chapter 1, we introduce the models and give the main results obtained. In Chapter 2, we present numerical simulations of a macroscopic two-dimensional model. The finite element method used for discretization is described. For the flow past a cylinder test-case, phenomena at play in aging fluids are observed. The Chapter 3 contains a mathematical analysis of the one-dimensional version of the system of partial differential equations used for the simulations. We show well-posedness and investigate the longtime behaviour of the solution. In the last chapter, macroscopic equations are derived from a mesoscopic equation. The mathematical analysis of this mesoscopic equation is also carried out
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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.
Full textAbstract:
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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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.
Full textAbstract:
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 échellesThe 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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Fares, Roula. "Etude asymptotique et numérique d'écoulements de fluides non-newtoniens dans des structures tubulaires minces." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00703763.
Full textAbstract:
Afin de modéliser le flux sanguin dans les vaisseaux, l'équation de Stokes avec une viscosité variable est considérée dans une structure tubulaire mince, c'est à dire, dans une union de rectangles minces avec des hauteurs d'ordre ε et des bases d'ordre 1. Un développement asymptotique de la solution est construit. Dans le cas des perturbations aléatoires de la viscosité constante, nous prouvons que le premier terme de la vitesse est déterministe, alors que pour la pression, il est aléatoire, mais les espérances de la pression satisfont l'équation déterministe de Darcy. Les estimations pour la différence entre la solution exacte et son approximation asymptotique sont prouvées. Enfin, nous donnons quelques résultats numériques. Nous étendons les résultats à une structure tubulaire mince composée de deux rectangles minces avec des parois élastiques qui sont reliés par un domaine dont les parois sont rigides. Après une approche variationnelle du problème qui nous donne des résultats d'existence, d'unicité, de régularité, et certaines estimations, a priori, nous construisons une solution asymptotique. Nous présentons et résolvons les problèmes de tous les termes du développement asymptotique. Pour deux cas différents, nous décrivons l'ordre des étapes de résolution de l'algorithme du problème et nous construisons le terme principal du développement asymptotique. Et enfin, nous présentons une analyse variationnelle et asymptotique pour un cas plus général où la viscosité dépend du tenseur des déformations dans un canal mince. Par le biais des estimations a priori, nous justifions nos constructions asymptotiques, par l'obtention d'une petite erreur entre les solutions exactes et asymptotiques
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Finaud, Florence. "Comparaison des différentes méthodes expérimentales de détermination du seuil d'écoulement." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30063.
Full textAbstract:
L'evolution technologique recente des appareils de rheologie permet aujourd'hui d'enlever le doute sur la presence effective du seuil d'ecoulement. Toutefois, sa valeur reelle peut etre contestee suivant la methode de mesure utilisee. La methode usuelle de mise en evidence du seuil d'ecoulement consiste a extrapoler les valeurs mesurees de la contrainte a vitesse nulle. Cette methode a ete de nombreuses fois mise en doute. L'utilisation d'appareils de mesures a contrainte imposee permet d'approcher les mesures a vitesse de cisaillement nulle. Les rheometres permettant d'acceder aux mesures dynamiques: oscillation, relaxation, fluage offrent des elements complementaires. L'etude entreprise se propose de comparer les valeurs du seuil obtenues par les differentes approches. Il sera alors possible de definir les criteres objectifs de choix de la methode repondant au besoin reel de l'utilisateur
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Naimi, Mohamed. "Étude des lois d'écoulement et de transfert de chaleur pour des fluides non newtoniens en espace annulaire tournant : approche réaliste de l'échangeur de chaleur à surface raclée." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10438.
Full textAbstract:
Nous avons étudié l'écoulement et le transfert de chaleur au sein d'un espace annulaire dont le cylindre intérieur est tournant et peut être muni de lames de raclage. Une telle géométrie est en grand rapport avec la structure de l'échangeur de chaleur à surface raclée et modélise donc ce type d'appareil. Les fluides utilisés sont des fluides rhéofluidifiants avec ou sans seuil d'écoulement, tous deux modèles représentatifs de bon nombre de fluides agro-alimentaires. L'étude a été menée dans un premier temps sur la géométrie idéalisée, elle a permis la mise en évidence de l'effet du seuil sur la stabilité de l'écoulement d'un fluide de Herschel-Bulkley, sur les manifestations de la thermodépendance et sur les lois de transfert qui en résultent. La seconde étape de l'étude a concerné la géométrie la plus proche de la réalité, elle a mis l'accent essentiellement sur le transfert de chaleur. Nous mettons ainsi en lumière l'effet bénéfique des lames ainsi que l'incidence du seuil sur les performances thermiques de notre géométrie. Les corrélations proposées devraient permettre une modélisation plus réaliste des échangeurs adaptés aux fluides considérés
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Salmon, Jean-Baptiste. "Ecoulement d'une phase lamellaire lyotrope : rhéochaos, systèmes dynamiques et vélocimétrie locale." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12696.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'écoulement d'une phase lamellaire lyotrope et plus particulièrement d'une transition de texture induite par le cisaillement. Au voisinage de cette transition, des comportements dynamiques sont observés : à une contrainte fixe, la structure du fluide ainsi que le taux de cisaillement oscillent en phase sur des périodes de temps extrêmement longues (environ 10 minutes). Ces comportements temporels appelés "rhéochaos " ont été analysés à l'aide de la théorie des systèmes dynamiques. Cette étude montre que les phénomènes observés ne correspondent pas simplement à du chaos déterministe de basse dimensionnalité. Ce résultat est ensuite confirmé par l'étude de l'écoulement au voisinage de la transition à l'aide d'une technique de vélocimétrie locale : la diffusion dynamique de la lumière en géométrie hétérodyne. Nous montrons alors que les dynamiques temporelles du taux de cisaillement résultent d'une structuration spatio-temporelle de l'écoulementThis experimental work deals with the effect of shear on a lyotropic lamellar phase, and more precisely with a shear-induced transition. In the vicinity of this transition, dynamical behaviors are observed: under controlled stress, the structure of the fluid and the measured shear rate display oscillations characterized by a large period of time (about 10 minutes). This temporal instability, recently coined "rheochaos" has been analyzed using dynamical system theory. This study demonstrates that the observed dynamics cannot be accounted for by a low dimensional deterministic dynamical system. We confirm such a result by studying the flow near the transition, with the help of a local velocimetry method based on heterodyne dynamic light scattering. These experiments reveal that the measured dynamics are due to the presence of spatio-temporal structures in the flow field
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Saidi, Fouad. "Sur quelques problèmes de lubrification par des fluides newtoniens non isothermes et incompressibles avec des conditions aux bords non linéaires : étude mathématique et numérique." Saint-Etienne, 2004. http://www.theses.fr/2004STET4013.
Full textAbstract:
On rappelle les principes de base de la mécanique des milieux continus à partir desquels on déduit les équations modélisant l'écoulement non isotherme d'un fluide newtonien incompressible. On considère le cas stationnaire dans un domaine mince ?e avec des conditions aux limites non linéaires. On déduit le problème variationnel correspondant qui est fortement couplé, composé d'une inéquation et une équation variationnelles, dont les inconnues sont le champ de vitesse du fluide, sa pression et sa température. La difficulté principale est la présence dans l'équation variationnelle du carré du tenseur des taux de déformation, qui ne permet pas de donner un sens au problème variationnel, si on cherche la vitesse dans un convexe de h1. Pour lever cette difficulté, on cherche la régularité h2 de la vitesse, qui nécessite la régularité c0 ,1 de la température, qui est dans les coefficients de l'inéquation variationnelle. En utilisant le théorème du point fixe de Banach, on montre l'existence, l'unicité et la régularité de la solution faible. Puis, on établit des estimations indépendantes de e en norme h2 pour la vitesse et de la température, et en norme h1 pour la pression. Ce qui nous permet d'obtenir des limites fortes. On obtient alors le problème limite, l'équation de Reynolds généralisée et on montre l'unicité des solutions de ce problème limite. On présente aussi une approximation du problème limite par une méthode d'éléments finis, on étudie la convergence des solutions approchées et on donne les estimations d'erreur d'approximation. Enfin, on remplace la condition aux limites de Tresca par celle de Coulomb dans l'étude précédente et on obtient des résultats similairesWe recall the basic principles of the continuous media its mechanics from which we deduce the equations modelling the nonisothermal flow of an incompressible newtonian fluid. We consider the stationary case in a thin domain ?e with nonlinear boundary conditions. We deduce the corresponding variational problem which is strongly coupled, composed by a variational inequality and an equality, whose unknowns are the velocity field of the fluid, its pressure and its temperature. The principal difficulty is the presence in the variational equality of the square of the deformation rate tensor, which does not make possible to give sense to the variational problem, if we search the velocity in h1 -convex. To overcome this difficulty, we search the h2 -regularity of the velocity, which requires the c0 ,1-regularity of the temperature, which is in the coefficients of the variational inequality. By using the Banach fixed point theorem, we show the existence, uniqueness and regularity of weak solution. So, we established the e-estimates of the h2 -norm for the velocity and temperature, and of the h1 -norm for the pressure. This enables us to obtain the strong limits. We then obtain the limit problem, the generalized Reynolds equation and we prove the uniqueness of solutions to this limit problem. We present also an approximation of the limit problem by the finite elements methods, we study the convergence of the approximate solutions and we give the error estimates of the approximation. Finally, we replace in preceding study the Tresca's boundary condition by Coulomb's and we obtain the similar results
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Leuliet, Jean-Claude. "Comportements hydraulique et thermique des échangeurs à plaques traitant des produits non-newtoniens." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10450.
Full textAbstract:
Le traitement thermique des fluides est une opération quotidienne, que ce soit dans l'industrie chimique ou dans l'industrie agro-alimentaire. L'échangeur de chaleur à plaques et joints est un des nombreux outils mis à la disposition des utilisateurs pour répondre à cette demande. Si, jusqu'à présent, cet échangeur a été largement utilisé pour le traitement de fluides peu visqueux au comportement rhéologique Newtonien, l'existence, notamment dans le domaine alimentaire, de nombreux fluides complexes nous a amené à étudier, pour deux types d'échangeur à plaques (à chevrons et à cannelures droites). Les comportements hydrodynamique et thermique de ces appareils traitant des fluides non-Newtoniens. La viscosité accrue de ces fluides nous a conduit à explorer les régimes d'écoulement peu souvent abordés dans la littérature, à savoir les régimes laminaire et de transition
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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.
Full textAbstract:
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 évidenceThis 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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Navidbakhsh, Mahdi. "Résolution numérique d'écoulements de fluides non newtoniens au travers de singularités : application aux écoulements sanguins." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL076N.
Full textAbstract:
Les maladies affectant le fonctionnement de l'appareil cardio-vasculaire sont une des causes principales de mortalité ou d'invalidité. Le cœur peut être incriminé lorsque les vaisseaux se rompent ou s'obstruent. Ces deux situations peuvent se rencontrer dans l'organisme humain. Les ruptures sont généralement d'origine traumatique ou dégénérative comme la dissection aortique. Ces raisons nous amènent à étudier le transport du sang à travers des singularités vasculaires et de découvrir leurs influences sur les facteurs mécanique et l'hémodynamique. Nous analysons numériquement quelques-uns de ces réseaux qui se produisent dans le domaine médical (sténose, anévrisme) autant que dans les industriels (élargissement brusque) en utilisant la méthode des éléments finis avec le code (FIDAP). Dans un premier temps, nous avons représenté l'écoulement permanent de fluides pseudoplastiques obéissant la loi puissance lors du franchissement d'un élargissement brusque. Ensuite, nous avons montré l'influence de deux types de singularités vasculaires, sur les paramètres hydrodynamiques dans l'écoulement permanent et transitoire avec les propriétés non-newtoniennes du sang. Enfin, nous avons étudié l'influence de l'excentricité sur un anévrisme asymétrique en 3-D
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Semmar, Nadjib. "Contribution à l'étude thermo-physique des fluides non-newtoniens à l'aide d'un calorimètre adiabatique original." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10246.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de concevoir un calorimètre qui autorise des mesures précises de chaleur massique à pression constante de liquides complexes dans la gamme des températures ambiantes (0-100#oc). L'analyse bibliographique développée dans ce contexte montre la nécessite de la création d'une base de données. Une étude thermocinétique permet d'optimiser la conception de la cellule calorimétrique sphérique qui est le siège du processus expérimental. Un système de régulation de température associé à deux écrans thermiques actifs rendent parfaitement adiabatique la cellule calorimétrique. Par ailleurs, l'ensemble du dispositif fonctionne sous vide secondaire pour éliminer les échanges convectifs. Un système automatique pilote toutes les séries de mesure. Pour un point de mesure, l'intervalle de température est de l'ordre de 1#oc. Ces conditions permettent de s'affranchir de la non-linéarité des grandeurs physiques mesurées. La validation des mesures de chaleur massique par le calorimètre adiabatique est obtenue grâce à des opérations de contrôle effectuées sur des substances étalons à différents degrés de thermodépendance. L'étude de la chaleur massique de solutions de polymères (carboxymethyl-cellulose et carbopol) est présentée dans la dernière partie de ce mémoire. La présence d'une contribution énergétique d'origine moléculaire au sein de chacune des solutions étudiées est mise en évidence grâce à la sensibilité du calorimètre
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El, Ouardighi Adel. "Étude numérique et expérimentale de l'écoulement et du transfert de chaleur pour des fluides non-newtoniens thermodépendants en conduites industrielles." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL059N.
Full textAbstract:
On se propose d'étudier numériquement et expérimentalement les lois de l'écoulement et du transfert de chaleur pour des fluides newtoniens et non newtoniens thermodépendants, en écoulement laminaire dans une conduite cylindrique de section circulaire et dans un espace situé entre deux plaques planes semi-infinies, chauffées à la paroi à densité de flux de chaleur ou à température constantes. On s'intéresse aux fluides pseudoplastiques dont le comportement peut être modélisé par la loi puissance d'Ostwald. On met clairement en évidence l'incidence d'un champ thermique imposé sur la distribution des vitesses, sur les lois de perte charge et sur les lois de transfert de chaleur qui en résultent. Outre les paramètres classiques, on propose pour le coefficient de frottement et le coefficient d'échange de chaleur des corrélations, qui tiennent compte d'un nouveau groupement adimensionnel dû à la thermodépendance
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Baudou, Caroline. "Agitation par des systèmes axiaux simples ou multi-étages. Obtention de l'hydrodynamique par vélocimétrie laser à effet doppler." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT011G.
Full textAbstract:
Cette etude concerne les ecoulements generes par des helices industrielles placees dans des configurations geometriques variables dans une cuve cylindrique a fond bombe en regime turbulent et en regime transitoire. Dans le premier chapitre, une revue bibliographique sur l'hydrodynamique des ecoulements, sur les caracteristiques techniques des agitateurs les plus courants et sur la turbulence est presentee. Le dispositif experimental et les techniques de mesure sont detailles dans le second chapitre. Le troisieme chapitre traite de la caracterisation des ecoulements en systeme mono-etage (h = t). Une etude complete a ete conduite pour l'helice tt mixel en regime turbulent : ecoulement moyen et fluctuant et caracteristiques techniques. La forme des pales de cette helice a ensuite ete modifiee et cette nouvelle helice plus performante, appelee tt95, a ete testee en regime transitoire dans des fluides de differents comportements rheologiques. Divers mobiles ont par ailleurs ete concus et testes en regime turbulent. Le quatrieme chapitre concerne la caracterisation des ecoulements generes en systemes multi-etages. Dans une cuve haute (h = 2t) et en regime turbulent, l'influence de la position et du nombre d'helices tt a ete examinee. En regime transitoire et dans une cuve standard (h = t), l'hydrodynamique de l'ecoulement genere par differents systemes a deux helices et pour differents fluides a ete etudiee. Le cinquieme chapitre est une analyse temporelle et frequentielle des ecoulements. La visualisation des ecoulements en regime transitoire a permis de mettre en evidence la presence de macro-instabilites. L'analyse spectrale a ete realises en regime transitoire et turbulent, permettant de mettre en evidence la frequence caracteristique de la formation des macro-instabilites et de calculer les echelles de la turbulence.
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Kane, Malal. "Contribution à l'étude de l'influence de la rugosité et des effets non-Newtoniens dans les contacts sévères lubrifiés." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0008/these.pdf.
Full textAbstract:
L'étude entreprise dans cette thèse vise à mettre en place un nouveau modèle composé d'une partie analytique et d'une partie numérique utilisant de nouvelles techniques d'analyse dite d'homogénéisation et pouvant prendre en compte la géométrie locale et un comportement non Newtonien des fluides. Les diverses simulations numériques que nous avons effectuées ont permis de valider les équations homogénéisées que nous avons établies ainsi que les modèles numériques mis en œuvre. Le logiciel développé permet de traiter avec rigueur n'importe quel type de rugosité ( quelconque, anisotrope ou quelconques ) et des lois de comportement de fluide de type Maxwell ( visqueux, viscoélastique, voscoélastoplastique )The study undertaken in this thesis aims at setting up a new model made up of a digital part using of new techniques of analysis and being able to take into account the local geometry and the non-Newtonian effects. Various the digital simulations that we carried out made it possible to validate the homogenized equations which we established as well as the digital model implemented. The development software makes it possible to treat with rigour any type of roughness and the laws of behaviour of the Maxwell type
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Kane, Malal Bou-Saïd Benyebka. "Contribution à l'étude de l'influence de la rugosité et des effets non-Newtoniens dans les contacts sévères lubrifiés." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=kane.
Full text
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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.
Full textAbstract:
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’expérienceThis 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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Ponthieux, Guy. "Ecoulement de fluides pseudoplastiques à travers des élargissements brusques et ses divergents. Modélisation des pertes d'énergie." Nancy 1, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1991_0229_PONTHIEUX.pdf.
Full textAbstract:
La présente étude concerne, pour différentes fluides pseudo plastiques, en écoulement laminaire, la détermination des pertes d'énergie dues : a) à des élargissements brusques de différents rapports section amont sur section aval; b) à des divergents coniques de s amont sur s aval fixe mais d'angle au sommet variable. Les variations du champ des vitesses sont étudiées et reliées aux pertes d'énergie. Un nouveau paramètre (px) est défini pour caractériser les pertes d'énergie singulières. Pour les élargissements brusques, une zone de recirculation existe pour des nombres de Reynolds re généralises supérieurs à dix et différentes corrélations sont proposées entre px, s amont sur s aval, re et les caractéristiques rhéologiques du fluide. Pour les divergents, deux régimes d'écoulement ont été mis en évidence (avec ou sans recirculation).
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Liard, Maxime. "Suspension concentrées : systèmes non newtoniens et thixotropie sous écoulement." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAE039/document.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat a été financée par l’entreprise SIKA spécialisée dans les matériaux de construction. Les trois chapitres de cette thèse correspondent à la tentative de résolution de trois problématiques d’origine industrielle. Dans le premier chapitre, nous avons étudié l’effet de la concentration en particules sur les propriétés d’écoulement de fluides complexes rhéofluidifiants ou rhéoépaississants et démontré l’origine microscopique de cet effet. Dans le second chapitre, nous avons étudié la floculation de particules colloïdales sous faibles perturbations et mis en évidence l’existence, au cours de la reconstruction, d’un maximum du module élastique. Enfin le troisième chapitre est l’étude d’un diagramme de phase de jet de suspensions concentrées. En régime dilué et semi-dilué, les résultats sont conformes à ceux de la bibliographie, en revanche nous avons étudié un nouveau régime à très haute fraction volumique où le jet, instable, se met à osciller. Nous avons montré que ces oscillations étaient dues au rhéoépaississement de la suspensionThis thesis has been done in collaboration with the company SIKA, one of the leader if the construction industry. This thesis report is organized in three chapters where each of them tries to answer a problem coming from industrial processes. In the first chapter, we studied the impact of particles concentration on the flowing properties of complex fluids such as shear-thinning and shear-thickening fluids. We demonstrated the importance of local contacts between particles to explain the evolution of the viscosity with the volume fraction. In the second chapter, we studied the aggregation of colloidal attractive suspensions under small perturbations and proved the existence of a maximum of elastic modulus during the rebuilding of the structure. Finally, the third chapter is a study of a phase diagram of a concentrated suspension jets. In the diluted and semi-diluted regimes, we found results in agreement with the bibliography, meanwhile at very high concentration, we studied a new regime where the jet, unstable, is oscillating. We showed those oscillations can be explained by the shear-thickening behaviour of the suspensions at those high concentrations
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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.
Full textAbstract:
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 microniqueIn 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