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Theses

Contribution à la modélisation des processus de sédimentation : étude numérique à l'échelle de la particule

Résumé : Dans cette thèse, nous avons développé un code de simulation numérique directe pour l’étude des écoulements particulaires. Le schéma numérique est basé sur une technique de domaines fictifs. Le code est validé sur de nombreux cas test puis nous l’avons utilisé pour étudier la sédimentation de particules bidimensionnelles en milieu confiné. Trois cas ont été analysés : sédimentation d’une particule unique, d’un doublet de particules et d’un grand nombre de particules. Dans le premier cas nous retrouvons le phénomène de survitesse qui apparaît pour une particule excentrée à bas nombre de Reynolds. Nous montrons que cette survitesse est très sensible à l’inertie du fluide : elle diminue lorsqu’on augmente le nombre de Reynolds. Cet effet est retardé par le confinement. Dans le cas d’un doublet de particules, nous retrouvons les comportements complexes observés dans la littérature (hystérésis, cascade sous-harmonique et chaos). Nous montrons qu’une nouvelle série de bifurcations et un nouvel attracteur apparaissent pour des particules plus pesantes. Il s’agit là d’une transition vers le chaos par la voie de la quasi-périodicité. Nous donnons le diagramme de bifurcation étendu. La nouvelle branche correspond à une structure horizontale qui conduit à une sédimentation lente. Dans le cas d’un grand nombre de particules, nous montrons que la vitesse de chute de l’interface fluide-particules suit une loi de type Richardson-Zaki, mais avec un exposant d’environ 4. Comme pour des sphères, la valeur de cet exposant dépend du confinement. Enfin, nous observons un phénomène de blocage, inattendu pour des particules non-cohésives, dû au caractère bidimensionnel de la suspension
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01751693
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 1:24:40 PM
Last modification on : Friday, April 5, 2019 - 8:21:42 PM

File

DDOC_T_2015_0061_VERJUS.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : tel-01751693, version 1

Citation

Romuald Verjus. Contribution à la modélisation des processus de sédimentation : étude numérique à l'échelle de la particule. Autre [cond-mat.other]. Université de Lorraine, 2015. Français. ⟨NNT : 2015LORR0061⟩. ⟨tel-01751693⟩

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