Étude numérique des écoulements newtoniens et viscoélastiques dans la sortie d'une conduite courbée à 180° avec section carrée

Numerical study of newtonian and viscoelastic flows in the output region of an 180° curved duct with square cross section

• Auteur / Autrice : Tibisay Coromoto Zambrano
• Direction : Gilmar Mompean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 11/09/2013
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Lille (LML)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Volumes finis, Méthodes de

Navier-Stokes, Équations de

Dynamique des fluides

Viscoélasticité

Fluides non newtoniens

Fluides newtoniens

Écoulement visqueux

Mots clés libres

Nombre de Dean

Nombre de Deborah

Résumé

Ce travail présente les résultats numériques et une analyse des écoulements des fluides newtoniens et viscoélastiques du type Phan-Thien-Tanner (PTT), dans une conduite courbée de 180◦ avec section carrée et une région de sortie linéaire. Les équations de Navier-Stokes sont écrites en coordonnées orthogonales généralisées, et résolues en utilisant la méthode des volumes finis. On montre les résultats numériques des lignes de courant, du développement de tourbillons et des profils de vitesses dans la région de sortie, pour trois nombres de Dean (125 ; 137 et 150) et quatre nombres de Deborah différents (0,1 ; 0 2 ; 0 3 et 0, 4). Nous avons observé que la formation de paires supplémentaires de tourbillons contre rotatifs et les transitions des modèles de deux tourbillons au modèle de quatre tourbillons et au modèle de six tourbillons, ainsi que les dimensions des tourbillons et le moment de leur apparition dépendent du nombre de Dean et du nombre de Deborah.

This work presents the numerical results and the analysis of the flow behavior of Newtonian and viscoelastic fluids, type Phan-Thien-Tanner (PTT), in an 180◦ curved duct of square cross section and straight output zone. The Navier-Stokes equations were written in generalized orthogonal coordinates, and solved using the finite volume method. The numerical results of the streamlines, development of vortex and velocity profiles in the output region are shown, for Dean numbers (125 ; 137 ; and 150) and four different Deborah numbers (0,1 ; 0,2 ; 0,3 ; and 0,4). We observed that the formation of supplementary twin counter-rotating vortex and the transitions of two-vortex patterns to four-vortex patterns or six-vortex patterns, as well as the vortex dimensions and the apparition time depend of number Dean and number Deborah.