Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisations multi-échelles de structures et d'écoulements engendrés à petits nombres de Reynolds en amont et en aval de milieux poreux fibreux

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Auteur / Autrice : Gäelle Berton
Direction : Danielle Sigli
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

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Des simulations numeriques d'ecoulements de fluides newtoniens incompressibles en regime permanent sont realisees par une methode d'elements finis en presence de milieux poreux de type fibreux. La resolution associe les equations de navier-stokes et la loi de darcy pour plusieurs conditions de frontieres. Suivant les cas, le milieu poreux est homogene, heterogene, ou constitue de bandes poreuses paralleles representant des espacements entre fils ou des endommagements accidentels. L'analyse du champ des vitesses permet de mettre en evidence l'influence du milieu fibreux sur l'ecoulement et son evolution suivant les changements des parametres hydrauliques (permeabilite) et structuraux tels que le nombre de fentes, la porosite d'ouverture. . . L'etude des variations du champ des pressions permet d'evaluer les pertes de pressions occasionnees par la presence du milieu poreux selon ses differentes configurations. A partir du champ des contraintes, la detection de zones de contraintes particulieres comme les zones de cisaillement pur et d'elongation pure, est un moyen pour determiner le comportement de particules deformables chargeant le fluide. Dans le cas de structures fibreuses non tissees, la methode des boites a permis d'identifier pour certaines leur nature fractale. De nouveaux modeles de reseaux de droites sont proposes. Leur construction est soit reguliere, soit fractale, soit de type aleatoire. La determination des parametres hydrauliques de ces modeles permet de les reinjecter dans la simulation numerique decrite ci-dessus.