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Thèse soutenue

Modélisation de l'écoulement d'une capsule dans un pore cylindrique

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Auteur / Autrice : Christophe Queguiner
Direction : Dominique Barthès-Biesel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique appliquée et matériaux
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Compiègne

Résumé

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Une méthode intégrale de frontière est utilisée pour modéliser l'écoulement instationnaire de capsules dans des pores. Une configuration entièrement axisymétrique est considérée où la capsule et le pore ont le même axe de révolution. La conduite est un cylindre avec une entrée et une sortie hyperboliques. La capsule a une géométrie de référence discoïdale et est remplie avec un liquide newtonien enfermé par une membrane très mince avec des propriétés élastiques néo-Hookéenne ou incompressible en surface. Les mouvements du liquide interne à la capsule et du fluide suspendant sont gouvernés par les équations de Stokes exprimées comme des intégrales de frontières. Celles-ci sont résolues par une technique de collocation, où des points sont distribués sur la membrane de la capsule, sur les parois de la conduite et sur les sections d'entrée et de sortie du domaine d'écoulement. La mécanique de l'interface de la capsule suit la théorie des grandes déformations des membranes élastiques. Le modèle numérique utilise un schéma temporel explicite où la position et la déformation de la capsule sont calculées à chaque pas de temps. Le modèle permet d'étudier l'effet de paramètres intrinsèques à l'écoulement (taille et géométrie de la capsule, propriétés élastiques de la membrane). La longueur d'entrée dans le pore, la perte de charge additionnelle à l'équilibre et les formes déformées de la capsule sont déterminées. De nouveaux résultats sont alors obtenus : le processus d'entrée d'une capsule dans un pore n'est pas sensible aux conditions en amont de l'écoulement; la longueur de pore nécessaire pour atteindre des conditions stationnaires, dépend de la taille de la capsule et du comportement de membrane. L'éclatement de capsules avec une membrane néo-Hookéenne a été observé. Il est dû à un phénomène d'élongation continue.