Modélisation numérique de problèmes hydrodynamiques aux frontières libres

par Julien Beaucourt

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Thierry Biben.

Soutenue en 2005

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de parvenir à décrire la dynamique d'interfaces libres en mécanique des fluides, dans le cadre d'une modélisation par la méthode du champ de phase. La première partie est consacrée à la méthode numérique : le principe général et l'algorithme utilisé sont présentés. Dans la seconde partie, nous étudions la déformation et la rupture de gouttes viscoélastiques isolées soumises à un écoulement d'élongation axisymétrique. Dans le régime stationnaire, nous avons mis en évidence une inversion de courbure au niveau de l'extrémité de la goutte, due à une localisation des contraintes viscoélastiques. Nous avons montré que les seuils de perte de stabilité des gouttes n'étaient pas affectés par la viscoélasticité, contrairement à la dynamique de rupture. La dynamique de vésicules bidimensionnelles sous cisaillement fait l'objet de la troisième partie. Nous avons étudié la pertinence de la modélisation en champ de phase pour une vésicule isolée, puis nous avons mis en évidence l'existence d'un maximum dans la force de portance au voisinage d'une paroi déformable. Ces résultats sont supportés par un calcul de lubrification. Enfin, la dernière partie consiste en une étude préliminaire sur le mélange de liquides diphasiques à deux dimensions.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Numerical modelisation of hydrodynamical free boundary problems


  • Résumé

    The subject of this thesis is the description of the dynamics of free boundaries in fluid mechanics within a phase field approach. The first part is devoted to the numerical method: both the general principle and the algorithm are presented. In the second part, we study the deformation and breakup of viscoelastic isolated drops submitted to an axisymmetric flow of elongation. In the stationary regime, we highlighted a curvature inversion at the tip of the drop, due to a localization of viscoelastic stresses. We also highlighted the independence of the breakup thresholds with respect to viscoelasticity, whereas the dynamics itself is strongly affected. The dynamics of two dimensional vesicles under shear flow is considered in the third part of this document. We have studied the limitations of the phase field approach for isolated vesicles. Then, we have highlighted the existence of a maximum in the lift force on the vesicle near a deformable substrate. These results are supported by a lubrication analysis. Finaly, a preliminary study of the blending of diphasic liquids is presented in the last part, in two dimensions.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (viii-232 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 221-232

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0065
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0065/D

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05 GRE1 0065
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.