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Thèse Joris Bouteloup

13 février

Simulation numérique de la dynamique d’un lit granulaire cisaillé par un fluide visqueux

Soutenance de thèse Joris Bouteloup
Sous réserve d’autorisation de soutenance par les rapporteurs

Mercredi 1 mars à 10 h 00 Amphithéâtre Nougaro

Résumé :

Ce travail de thèse concerne l’étude numérique du transport par charriage d’un lit de grain dans un écoulement de Couette laminaire. La méthode numérique employée est un modèle de type Euler-Lagrange, où la taille de la cellule de calcul eulérienne est supérieure mais du même ordre de grandeur que le diamètre moyen des grains. Elle repose pour la phase fluide Eulérienne sur les équations de Navier-Stokes moyennées par un terme de porosité ε et pour la phase solide Lagrangienne sur les équations de Newton résolues pour chaque particule via une méthode aux éléments discrets. Un terme d’interaction fluide-particule permet de coupler les deux phases. Dans un premier temps, des simulations en petit domaine sont effectuées afin d’étudier l’influence du nombre de Shields θ, du nombre de Reynolds particulaire Re_p et du rapport de densité ρ_p /ρ_f sur le transport granulaire. Nous montrons, en particulier, que ce modèle numérique permet de retrouver le seuil de mise en mouvement du lit granulaire et les lois de débit granulaire fonction de θ comme obtenus dans la littérature. De plus, il est mis en évidence que ce débit granulaire q ne dépend que plus faiblement de Re_p et ρ_p /ρ_f . Dans un second temps, des simulations sur de longs domaines permettent d’observer l’influence de ces mêmes paramètres sur le développement d’instabilités. Plus particulièrement, le développement de l’instabilité de lit sur les temps courts et sur les temps longs sont discutés.

Composition du jury :

  • Philippe Claudin, Directeur de recherche CNRS (rapporteur)
  • Markus Uhlmann, Professeur (rapporteur)
  • Stéphanie Deboeuf, Chargée de recherche CNRS
  • Alexandre Valance, Directeur de recherche CNRS
  • Thomas Bonometti, Enseignant-chercheur
  • François Charru, Professeur
  • Laurent Lacaze, Chargé de recherche CNRS