Etude par simulation numerique de la segregation de particules dans une suspension bidisperse

par RAPHAEL PESCHE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Georges Bossis.

Soutenue en 1998

à Nice .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail presente une etude de suspensions bidisperses de particules soumises a divers types d'ecoulements de cisaillement. On utilise une methode de dynamique stokesienne pour rendre compte des interactions hydrodynamiques de lubrification. Une premiere partie, consacree a la diffusion dans un ecoulement de cisaillement plan simple, montre l'importance des forces de lubrification qui, lors d'une interaction a deux particules, interdisent le contact entre les surfaces. On determine les coefficients de diffusion self et collectif de petites particules dans la limite de suspensions diluees. Il apparait que ces coefficients diminuent avec la difference de taille des spheres. Un comportement similaire a ete observe sur une suspension concentree. On a aussi remarque que la self diffusion augmente avec la concentration a cause du nombre plus eleve de collisions par unite de temps. En revanche, on a note une nette diminution du coefficient de diffusion collectif avec la concentration : les interactions hydrodynamiques forment des agregats de particules qui affaiblissent alors les flux diffusifs. Dans une deuxieme partie, nous avons simule une suspension s'ecoulant dans une geometrie de type couette cylindrique. Il apparait alors une segregation en taille des particules : les plus grosses migrent vers l'exterieur de l'ecoulement tandis que les plus petites se trouvent pres du cylindre interne. Dans la derniere partie, nous etudions a nouveau un ecoulement de type cisaillement plan simple tout en maintenant notre interet sur la segregation en taille. On a pu notamment apprecier le role des interactions hydrodynamiques qui empechent completement la formation de bandes alternatives constituees de grosses et de petites particules. Ces bandes n'apparaissent qu'en presence de forces directes entre particules et sans interaction hydrodynamique.


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Informations

  • Détails : 118 P.
  • Annexes : 105 REF.

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
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