Ecoulement transitoire d'un fluide viscoélastique linéaire en milieu poreux (original) (raw)
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2007
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Ecoulement engendré par la houle dans un milieu poreux
VIIIèmes Journées, Compiègne, 2004
Le modèle de Polubarinova-Kochina est utilisé pour décrire l'écoulement instationnaire engendré par la houle dans un milieu poreux. Ce modèle introduit des coefficients, notamment de masse ajoutée et de perméabilité. Les expériences réalisées en canal à houle avec une mesure très précise de la surface libre permettent de quantifier ces coefficients. Les champs de vitesse dans le milieu externe et dans le milieu poreux peuvent alors être déterminés. Ceux-ci montrent une discontinuité et un saut de phase pour la composante horizontale dus aux conditions aux limites imposées à l'interface poreux/milieu externe. Une amélioration dans la description nécessiterait une modélisation de type couche limite à l'interface.
Ecoulements stationnaires ou oscillants à travers un milieu poreux: effets de la surface spécifique
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2014
L'objet de ce travail était d'étudier l'effet de la surface spécifique sur la dissipation d'énergie à travers un milieu poreux "modèle", constitué d'un réseau dense de cylindres verticaux émergeants. Les expériences ont été menées dans un canal hydraulique à surface libre de longueur utile 10 mètres. Trois maquettes ont été réalisées à l'aide de cylindre de diamètres variables. Chacune de ces maquettes, d'une longueur maximale de 4.80m, est constituée d'un réseau régulier de cylindres de diamètre constant. Ce dispositif nous permet d'étudier, à porosité constante égale à 0.7, l'effet des variations de surface spécifique sur l'écoulement. Une première série de mesure a été réalisée pour des courants stationnaires, dans des conditions de vitesse et de hauteurs d'eau variables, une deuxième série sur la propagation de houles régulières. Les résultats en présence d'un courant stationnaire ont montré une influence très significative de la surface spécifique sur la perte de charge à travers le poreux. Cette influence se retrouve sur l'atténuation de l'onde et sur le phénomène d'interférence observé, d'autant plus faible que la structure est longue par rapport à la longueur d'onde. La longueur d'onde dans le milieu poreux est bien décrite par la porosité et le choix adéquat d'une masse ajoutée.
Ecoulement monophasique en milieu poreux: Effet des hétérogénéités locales
Single phase flow in porous media can be described accurately by Darcy’s law, and the permeability tensor that appears in that relation can be determined theoretically by the solution of a closure problem. When significant heterogeneities exist, the closure problem becomes extremely complex and an alternate route to the determination of the permeability tensor becomes desirable. The method of large scale averaging leads to a closure problem that can be used to predict a permeability tensor which includes the effects of local heterogeneities. This is referred to as the large scale permeability tensor, and numerical results are given for a porous medium that consist of two, homogeneous, anisotropic porous media.
Ecoulement très lent d'un fluide viscoplastique de Bingham autour d'un cylindre
2007
L'objet de cet article est d'étudier l'écoulement très lent d'un fluide viscoplastique de Bingham autour d'un cylindre en milieu infini. Le domaine des grands nombres d'Oldroyd est particulièrement examiné. La simulation numérique par éléments finis est utilisée avec le modèle de régularisation de Papanastasiou. Aux grands nombres d'Oldroyd, lorsque les effets de plasticité deviennent prépondérants, une couche limite viscoplastique est identifiée autour du cylindre. L'épaisseur minimale de cette couche limite est déterminée et varie en fonction du nombre d'Oldroyd selon une loi puissance. Les différentes zones rigides sont identifiées et caractérisées et le coefficient de traînée calculé en fonction du nombre d'Oldroyd. Les résultats obtenus sont comparés aux résultats théoriques existants notamment aux prédictions de la théorie de la couche limite viscoplastique et de la théorie de la plasticité.
Mecanique & Industries, 2008
L'interaction entre un fluide enécoulement et les conduites de transport est en rapport avec le niveau des contraintes appliquées ainsi que la durée de vie souhaitée de la structure. L'approche numérique développée dans cetteétude est basée sur une modélisation globale du fluide et de la déformation de la conduite enécoulement transitoire. La contrainte tangentielle de viscosité est exprimée par un développement polynomial mixte représentant la variation du profil radial de la vitesse du fluide. La résolution du système d'équations mis au point aété menéeà partir de la méthode des caractéristiques couplée avec les différences finies. Dans le cas d'un fluide newtonien, les résultats obtenus ont puêtre comparés avec les données expérimentales de Holmboe et celles théoriques de Zielke. Cette comparaison a permis de confirmer la validité du schéma de calcul utilisé. Une extension des calculs de manière analogue aété réalisée pour la même installation dans le cas d'un fluide viscoélastique linéaire.
Modes globaux fortement non linéaires d'écoulements inhomogènes en milieu poreux chauffé par le bas
2007
The aim of this work is to investigate the fully nonlinear dynamics of mixed convection in porous media heated non uniformly from below and through which an axial flow is maintained. Direct numerical results combined with spatio-temporal linear stability analysis demonstrate that: 1) if the imposed inhomogeneous temperature profile allows a base flow displaying a pocket of absolute instability bordered by two convective instability regions, the nonlinear global mode is found to be a steep nonlinear global mode, with a sharp stationary front located at a marginally absolutely unstable station; 2) in the case when the inhomogeneity is chosen such that it promotes sufficiently extended absolute instability at the initial cross section of the medium, the scaling law of the establishment of the stationary front of the nonlinear global modes is found to agree with some theoretical predictions. Quite remarkably, it is found that in both configurations, the frequencies in the oscillating region are identical to the local absolute frequencies determined by the linear criterion. Résumé : Cette communication concerne l'étude de la dynamique pleinement non linéaire de la convection mixte en milieu poreux chauffé d'une façon inhomogène par le bas et soumis à un écoulement horizontal. Des simulations numériques directes du problème et une analyse spatio-temporelle de stabilité linéaire démontrent que : 1) si l'inhomogénéité de la temperature induit un écoulement de base absolument instable dans une région bordée par deux zones d'instabilités convectives, le mode global non linéaire est composé d'un front stationnaire raide localisé à la frontière amont entre les domaines d'instabilité locale convective/absolue; 2) dans le cas où l'inhomogénéité peut promouvoir une instabilité absolue suffisamment étendue à l'entrée du canal, la loi d'échelle associée à l'établissement du front amont que constitue le mode global s'avère en très bon accord avec certaines prédictions théoriques. On trouve que pour les deux configurations, les fréquences d'oscillations du mode global coïncident remarquablement avec les fréquences absolues locales determinées par le critère linéaire.
Propagation de fissure et endommagement dans un milieu viscoélastique linéaire
2009
La propagation d'une fissure est associee a un changement de nature des conditions aux limites sur la portion de frontiere nouvellement creee. Cette situation interdit le recours a la transformation de Laplace pour la resolution des problemes viscoelastiques lineaires. On developpe donc une approche numerique en elements finis permettant d'evaluer le taux de restitution d'energie elastique, puis d'analyser la propagation. On aborde ensuite une extension a l'endommagement par microfissuration.