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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Couplage fluide-solide appliqué à l’étude de mouvement d’une sphère libre dans un tube vertical

DELOZE, Thibaut (2011) Couplage fluide-solide appliqué à l’étude de mouvement d’une sphère libre dans un tube vertical. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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Résumé

La présente thèse porte sur l'étude de la trajectoire d'une sphère en chute libre dans un tube rempli d'un fluide newtonien au repos. Ce sujet est motivé par la compréhension des phénomènes liés au transport des particules, avec un intérêt particulier aux interactions entre le sillage de la sphère et une paroi. Le transport des particules intervient dans de nombreux domaines, tels que la trajectoire des particules thérapeutiques dans les poumons, la trajectoire des particules de carburant et la trajectoire de réactifs chimiques dans les lits fluidisés. Les simulations sont rendues possibles par le développement de la méthode chimère (gestion des grilles superposées) implémentée dans un solveur des équations de Navier-Stokes (logiciel NSMB). La méthode chimère développée est rapide, automatique et parallèle et elle est validée sur plusieurs cas tests fixes et mobiles. Cette méthode est d'abord appliquée sur la sphère en translation uniforme dans un tube. Les états trouvés sont similaires à ceux décrits pour une sphère non-confinée. Ensuite, la méthode est utilisée pour l'étude d'une sphère en chute libre dans un tube. Trois types de trajectoires apparaissent dans la gamme étudiée: une chute verticale le long de l'axe du tube, une trajectoire hélicoïdale (pas de lâcher tourbillonnaire en aval de la sphère) et une trajectoire hélicoïdale avec un rayon variable (écoulement avec lâchers tourbillonnaires).

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Mécanique des fluides
Mots-clés libres:sphère ; particule ; tube ; chute libre ; méthode chimère
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 532 Mécanique des fluides. Mécanique des liquides
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 532 Mécanique des fluides. Mécanique des liquides

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-8 Mécanique, génie mécanique, mécatronique
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-20 Physique, chimie, matériaux
Code ID:2203
Déposé le :30 Septembre 2011

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