Thèse soutenue

Modélisation d'écoulements incompressibles de fluides non-miscibles
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Auteur / Autrice : Stéphane Vincent
Direction : Jean-Paul Caltagirone
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La simulation numérique directe d'écoulements diphasiques incompressibles instationnaires est abordée pour des problèmes dans lesquels de grands contrastes de masse volumique et de viscosité interviennent, ainsi que la tension superficielle. Un modèle physique unique, ou modèle 1-fluide, est mis en place globalement pour toutes les phases en présence. Une approximation numérique originale des équations du mouvement est réalisée sur un maillage fixe par une méthode de lagrangien augmenté en formulation Volumes Finis implicites d'une part, et par des schémas d'ordre élevé, couplés à des limiteurs de flux (schémas TVD) d'autre part. La tension superficielle est modélisée par une technique de Forces de Surface Continues (CSF). Un couplage de l'outil de simulation directe avec une méthode de raffinement local de maillage autour de l'interface, adaptative en temps et en espace, est de plus proposé pour accéder à une solution multiéchelles spatiales et pour optimiser le temps de calcul et la mémoire. Les intérêts de la simulation numérique sont mis en avant par l'étude de différents problèmes diphasiques complexes tels que l'instabilité d'un jet visqueux à faible nombre de Reynolds, le déferlement d'une onde de rupture de barrage ou l'impact de gouttes sur des substrats liquides ou solides.