Modeles thermorheologiques et simulations numeriques bi- et tridimensionnelles d'ecoulements non-isothermes de fluides viscoelastiques

par Anthony Wachs

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN ROBERT CLERMONT.

Soutenue en 2000

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    La simulation numerique des ecoulements viscoelastiques non-isothermes bi- et tridimensionnels s'inscrit dans un cadre pluridisciplinaire relevant de la rheologie, de la mecanique des fluides, de la thermodynamique, des mathematiques appliquees et de l'informatique. Dans ce contexte, nous presentons differents modeles thermo-rheologiques : lois de comportement, dependance en temperature des parametres materiels et mecanismes de transferts d'energie propres au caractere viscoelastique des materiaux. La prise en compte de ces modeles dans les simulations numeriques nous a conduit a developper deux methodes differentes : 1. Une methode originale de transformation de domaines, basee sur des concepts developpes dans la methode des tubes de courant, pour le calcul d'ecoulements etablis non-isothermes en section complexe avec des modeles newtonien, non-newtonien visqueux pur et viscoelastique codeformationnel integral. 2. Une methode de volumes finis pour les ecoulements non-isothermes bi- et tridimensionnels en contraction brusque, avec un modele viscoelastique differentiel ucm. Les schemas mis en uvre permettent l'obtention de solutions convergentes a grands nombres de weissenberg. Les difficultes rencontrees sont liees a la convergence des algorithmes de resolution a hauts niveaux d'elasticite, a la precision des schemas de discretisation et a la prise en compte de la temperature dans la formulation. Les resultats numeriques obtenus mettent en evidence l'importance des effets thermiques et elastiques ainsi que leur couplage dans les processus de mise en forme de polymeres.

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Informations

  • Détails : 406 p.
  • Annexes : 205 ref.

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