Calcul numérique et stabilité d'écoulements diphasiques tridimensionnels en microfluidique PDF Download
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Book Description
Ce travail traîte de la modélisation des écoulements diphasiques immiscibles issus de la Microfluidique. En particulier, nous nous intéressons à leur stabilité en fonction de différentes configurations expérimentales issues des écoulements réels étudiés au Laboratoire du Futur, unité mixte Rhodia-Cnrs-Bordeaux1. La première partie est consacrée à la description des écoulements en microcanaux (jets, gouttes, écoulements parallèles) et la présentation de caractéristiques physiques fondamentales. La modélisation mathématique est détaillée. Dans la deuxième partie, l'étude de stabilité des jets de fluides évoluant dans des microcanaux cylindriques est réalisée. L'analyse est menée en appliquant les principes fondamentaux de la théorie de la stabilité linéaire. La technique de résolution mise en oeuvre pour calculer le taux de croissance de l'instabilité est présentée. Un critère de stabilité, basé sur la longueur de stabilité de l'écoulement, permet de mener une étude paramétrique et de comparer résultats numériques et expérimentaux afin d'évaluer l'influence des paramètres physiques (viscosité, débits, tension de surface). La troisième partie est consacrée à l'élaboration du code de calcul tridimensionnel pour des géométries cartésiennes simples ou complexes. La méthode Level Set utilisée par le suivi d'interface entre les deux fluides est présentée. L'accent est alors mis sur la simulation des instabilités de jets de fluides et l'étude de la dynamique interne des microgouttes. Les développements numériques sont commentés.
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Ce travail traîte de la modélisation des écoulements diphasiques immiscibles issus de la Microfluidique. En particulier, nous nous intéressons à leur stabilité en fonction de différentes configurations expérimentales issues des écoulements réels étudiés au Laboratoire du Futur, unité mixte Rhodia-Cnrs-Bordeaux1. La première partie est consacrée à la description des écoulements en microcanaux (jets, gouttes, écoulements parallèles) et la présentation de caractéristiques physiques fondamentales. La modélisation mathématique est détaillée. Dans la deuxième partie, l'étude de stabilité des jets de fluides évoluant dans des microcanaux cylindriques est réalisée. L'analyse est menée en appliquant les principes fondamentaux de la théorie de la stabilité linéaire. La technique de résolution mise en oeuvre pour calculer le taux de croissance de l'instabilité est présentée. Un critère de stabilité, basé sur la longueur de stabilité de l'écoulement, permet de mener une étude paramétrique et de comparer résultats numériques et expérimentaux afin d'évaluer l'influence des paramètres physiques (viscosité, débits, tension de surface). La troisième partie est consacrée à l'élaboration du code de calcul tridimensionnel pour des géométries cartésiennes simples ou complexes. La méthode Level Set utilisée par le suivi d'interface entre les deux fluides est présentée. L'accent est alors mis sur la simulation des instabilités de jets de fluides et l'étude de la dynamique interne des microgouttes. Les développements numériques sont commentés.
Author: M. M. Hafez Publisher: World Scientific ISBN: 981431336X Category : Science Languages : en Pages : 630
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This volume contains 25 review articles by experts which provide up-to-date information about the recent progress in computational fluid dynamics (CFD). Due to the multidisciplinary nature of CFD, it is difficult to keep up with all the important developments in related areas. CFD Review 2010 would therefore be useful to researchers by covering the state-of-the-art in this fast-developing field.
Author: Sandra Tancogne
Author: Sandra Tancogne
Author: M. M. Hafez
Author: Trong T. Bui