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Doctorat

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MODELISATION NUMERIQUE DE L’EVOLUTION DES ZONES RIGIDES AU SEIN DE L’ECOULEMENT STATIONNAIRE DU FLUIDE DE HERSCHEL-BULKLEY

Titre
Modélisation en Mécanique

SPECIALITE

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MODELISATION NUMERIQUE DE L'EVOLUTION DES ZONES RIGIDES AU SEIN DE L'ECOULEMENT STATIONNAIRE DU FLUIDE DE HERSCHEL-BULKLEY

Sommaire:

INTRODUCTION GENERALE CHAPITRE I: RAPPEL DE LA RHEOLOGIE Historique de la rhéologie Formulation continue d’écoulement des fluides Matériau et description spatiale (Eulérienne) Taux de déformation et tenseurs de rotation Lois d’équilibre et tenseur des contraintes Tenseur des contraintes de Cauchy Bilan de masse Bilan de quantité du mouvement Théorie constitutive Propriétés des modèles constitutifs Axiomes constitutifs Modèles constitutifs des milieux fluides Les fluides parfaits ou non-visqueux Fluides visqueux mémorisés (fluides avec mémoire) Fluides visqueux non mémorisés (fluides sans mémoire) Fluides Newtoniens Fluides non-Newtoniens Fluides rhéofluidifiants ou pseudo-plastique (shear thinning) Fluides dilatants ou rhéoépaississant (shear thickning) Fluides viscoplastiques Régimes d’écoulement Nombre de Reynolds généralisé CHAPITRE II: MODELISATION MATHEMATIQUE DES FLUIDES NON NEWTONIENS Ecoulement à cisaillement simple d’un fluide Newtonien Ecoulement de Poiseuille d’un fluide de Herschel-Bulkley Complexité mathématique des fluides viscoplastiques Difficultés analytiques Difficulté du calcul Technique de régularisation de la loi constitutive du modèle de Herschel-Bulkley Influence de la technique de régularisation Propriétés Phénoménologiques des Fluides Viscoplastiques de Herschel-Bulkley Les différentes zones d’écoulement Propriété de blocage Propriété du saut de pression CHAPITRE III: CONTEXT GENERAL ET TECHNIQUE NUMERIQUE DU CFD Application du CFD Procédure d’analyse en CFD Equations de mouvement Conditions aux limites et conditions initiales Méthodes de discrétisation en CFD Fluent Critères de la convergence Génération et indépendance de la grille Lois rhéologiques définies en Fluent Régularisation CHAPITRE IV: EVOLUTION DES ZONES RIGIDES AU SEIN DE L’ECOULEMENT LAMINAIRE D’UN FLUIDE DE HERSCHEL-BULKLEY Procédure de calcul Les zones rigides Géométrie d’écoulement Choix du maillage relatif au domaine Les fluides étudiés Béton liquide Pétrole Validation des simulations en régime stationnaire Evolution des zones rigides durant l’écoulement stationnaire Explication physique des zones rigides Localisation des zones rigides Effet de la contrainte seuil sur l’aire des zones rigides Comportement des zones rigides durant l’écoulement instationnaire Evolution de l’aire des zones rigides en fonction du temps d’écoulement CONCLUSION REFERENCES

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