Modélisation multi-échelle d'un lit granulaire entraîné par un écoulement cisaillé

Soutenance de thèse Benjamin Fry

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Vendredi 13 décembre – Amphithéâtre Nougaro

Resumé :

Dans cette thèse, on étudie le transport granulaire par charriage en régime établi d’un lit de grains soumis à un écoulement de Couette laminaire pour un rapport de densité fluide-grain de 2.5 et une gamme de nombre de Reynolds particulaire, Re p [0.1, 10], et de nombre de Shields, [0.1,0.7]. Toutes les échelles de cet écoulement diphasique (à l’exception des effets de lubrification) sont décrites via la résolution numérique des équations de Navier-Stokes en prenant en compte la présence des particules par une méthode de frontières immergées (IBM) couplée à un solveur granulaire (méthode des éléments discrets – DEM) qui résout les équations de Newton pour chaque particule ainsi que les contacts et frottements entre grains (résolution à l’échelle microscopique). Un changement d’échelle est ensuite effectué afin d’obtenir une description de l’écoulement via des champs continus équivalents (description à l’échelle mésoscopique). Les simulations IBM-DEM permettent de quantifier chacun des termes du modèle dit mésoscopique et de caractériser la rhéologie de chaque phase ainsi que du mélange. On effectue finalement un second changement d’échelle afin de réduire l’écoulement de grains observé à une singularité, qui correspond à une condition limite du point de vue de l’écoulement du fluide. Cette condition est du type de Navier. Les simulations IBM-DEM montrent que la longueur dite de glissement “équivalente” est directement proportionnelle au nombre de Shields.

 

Directeur(s) de Thèse :
M. THOMAS BONOMETTI
M. LAURENT LACAZE
Rapporteurs :
M. ERIC LAJEUNESSE, INST PHYSIQUE DU GLOBE PARIS
M. FRANCOIS PETERS, UNIVERSITE DE NICE SOPHIA ANTIPOLIS
M. STÉPHANE VINCENT, UNIVERSITE PARIS 12
Membre(s) du jury :
M. ALESSANDRO BOTTARO, UNIVERSITA DEGLI STUDI DI GENOVA, Président
M. FRANÇOIS CHARRU, UNIVERSITE TOULOUSE 3, Membre
M. LAURENT LACAZE, CNRS TOULOUSE, Membre
M. THOMAS BONOMETTI, TOULOUSE INP, Membre