SIMULATIONS 3D NON-STATIONNAIRES DÉDIÉES À L'INVESTIGATION DE PROCESSUS DE SÉDIMENTATION À FORTE DYNAMIQUE - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

3D INSTATIONARY SIMULATIONS FOR INVESTIGATING HIGH Re SEDIMENTATION PROCESSES

SIMULATIONS 3D NON-STATIONNAIRES DÉDIÉES À L'INVESTIGATION DE PROCESSUS DE SÉDIMENTATION À FORTE DYNAMIQUE

Résumé

The behavior of a rigid spherical particle immersed in a
viscous newtonian fluid is reproduced by means of
Direct Numerical Simulation. The first step consists in
introducing a 1-Fluid model coupled with
a viscosity-based penalty method.
Several computational techniques are then associated
for solving the problems inherent to the strong physical
constraints. Through the next step, our approach is
assessed to by several test-cases based on an
exhaustive bibliography of both two and
three-dimensional flows, for Stokes and Oseen
regimes. With original experimental and numerical
results obtained through a scientific collaboration, our
numerical experiments are then systematically
validated relative to PIV fields for inertial regimes.
Finally, our investigation focuses on a critical flow
regime with simulations leading to instabilities,
indicating the transitions that tend to chaotic wakes
and trajectories.
Le comportement d'une particule sphérique rigide
immergée dans un fluide newtonien est étudié au
moyen d'une méthode de Simulation Numérique Directe.
Dans une première partie, un modèle de type '1-Fluide'
assorti d'une technique de pénalisation de la viscosité
est décrit, puis différentes méthodologies numériques
sont associées pour résoudre les difficultés inhérentes
aux fortes contraintes physiques. Par la suite, la
pertinence du modèle est prouvée par une série
de validations fondées sur une bibliographie
exhaustive des écoulements bi ou tri-dimensionnels,
et pour des régimes d'écoulement faiblement inertiels.
Avec l'appui de résultats expérimentaux et numériques
originaux obtenus à la suite d'une collaboration scientifique,
nos expériences numériques sont alors
systématiquement validées sur la base de champs PIV
pour des régimes inertiels. Notre investigation se
focalise ensuite sur des écoulements dont la
dynamique est plus importante, pour aboutir à la mise
en évidence d'instabilités attestant de la transition
vers des écoulements et des trajectoires chaotiques.
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THESE_G_Pianet.pdf (10.8 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-00110838 , version 1 (01-11-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00110838 , version 1

Citer

Grégoire Pianet. SIMULATIONS 3D NON-STATIONNAIRES DÉDIÉES À L'INVESTIGATION DE PROCESSUS DE SÉDIMENTATION À FORTE DYNAMIQUE. Dynamique des Fluides [physics.flu-dyn]. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00110838⟩
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