Couplage fluide-solide appliqué à l'étude de mouvement d'une sphère libre dans un tube vertical

Doctoral thesis French OPEN
Deloze , Thibaut;
(2011)
  • Publisher: HAL CCSD
  • Subject: chute libre | tube | sphere | free falling | chimera method | [ SPI.MECA.MEFL ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph] | [ PHYS.MECA.MEFL ] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the fluids [physics.class-ph] | méthode chimère

The thesis deals with the trajectory of a sphere falling in a tube filled with a Newtonian fluid at rest. This topic is motivated by the understanding of phenomena related to particle transport, including the interactions between the wake downstream of the particle and ... View more
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    1 E´coulement autour d'une sphe`re non confine´e 5 1.1 Sphe`re fixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 Sphe`re en chute libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    3 Me´thode chime`re 41 3.1 Description ge´ne´rale de la me´thode chime`re . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.2 De´tails des e´tapes de la me´thode chime`re . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.2.1 De´tection des cellules superpose´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.2.2 De´termination du type de cellules superpose´es . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.2.3 De´finition de l'interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

    4 Solveur NSMB 49 4.1 Historique du code NSMB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.2 Equations de Navier-Stokes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.3 Sche´ma de re´solution temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.4 Discre´tisation spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.5 Conditions limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.6 Pre´conditionneur pour l'incompressibilite´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.7 La formulation ALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

    5 Imple´mentation de la me´thode chime`re 61 5.1 La me´thode chime`re face a` notre configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.1.1 Application de la me´thode chime`re a` notre proble`me . . . . . . . . . . . . . 61 5.1.2 Difficulte´s lie´es a` notre e´tude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.2 Imple´mentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.2.1 La recherche des superpositions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.2.2 Traitement des superpositions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2.3 Communication entre les blocs superpose´s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5.2.4 Communication par interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.2.5 Prise en compte de la valeur interpole´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5.2.6 Traitement optimise´ des cellules domine´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5.2.7 Paralle´lisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.3 Couplage fluide-solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

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