ETUDE DES ECOULEMENTS TURBULENTS CHARGES DE PARTICULES. APPLICATION A L'ENCRASSEMENT PARTICULAIRE DES ECHANGEURS A PLAQUES CORRUGUEES PDF Download

Author: FREDERIC.. KOUIDRI
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Languages : fr
Pages : 288

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CE TRAVAIL PROPOSE UNE ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT D'UN ECOULEMENT LIQUIDE TURBULENT CHARGE DE PARTICULES SOLIDES. LE CONTEXTE INDUSTRIEL EST CELUI DE L'ENCRASSEMENT PARTICULAIRE DES ECHANGEURS DE CHALEUR A PLAQUES. L'OBSERVATION VISUELLE AINSI QUE LES MESURES DE VELOCIMETRIE A L'INTERIEUR D'UNE MAQUETTE FONT APPARAITRE L'EXISTENCE DE STRUCTURES TOURBILLONNAIRES COHERENTES DE GRANDE DIMENSION ET CONFIRMENT LE LIEN ETROIT ENTRE LE DEPOT DE PARTICULES ET LA DYNAMIQUE DE L'ECOULEMENT. LES TOURBILLONS CONTRIBUENT A CREER DES ZONES PREFERENTIELLES DE CONTACT ENTRE PAROI ET PARTICULES ET FACONNENT LE DEPOT SELON UN MECANISME PRECIS. DEUX PROCESSUS D'ARRACHEMENT DU DEPOT ONT EGALEMENT ETE MIS EN EVIDENCE. LES PHENOMENES HYDRAULIQUES ET LES COMPORTEMENTS PARTICULAIRES MIS EN EVIDENCE DANS L'ETUDE EXPERIMENTALE SONT COMPARES A DES CAS TYPES DANS UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE. UNE ETUDE NUMERIQUE BASEE SUR L'UTILISATION DU LOGICIEL TRIO - DEVELOPPE AU COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE, CEA PERMET DE COMPLETER L'ETUDE EN S'ATTACHANT A PREDIRE LE COMPORTEMENT DES PARTICULES, COUPLE DE FACON DYNAMIQUE A L'ECOULEMENT TURBULENT. L'APPROCHE EST BASEE SUR UN COUPLAGE ENTRE LA SIMULATION PSEUDO-DIRECTE DE L'ECOULEMENT TURBULENT ET UN MODELE LAGRANGIEN POUR LES TRAJECTOIRES DES PARTICULES. LES RESULTATS OBTENUS ONT PERMIS DE CONCLURE A UN BON ACCORD QUALITATIF ENTRE LES RESULTATS NUMERIQUES ET LES MESURES EXPERIMENTALES. LA DISPOSITION DU DEPOT SUR LA SURFACE DU CANAL EST GLOBALEMENT RETROUVEE PAR LA SIMULATION NUMERIQUE. L'INFLUENCE DE CERTAINS PARAMETRES SUR LE PHENOMENE D'ENCRASSEMENT COMME LE REGIME D'ECOULEMENT (RE=5000 OU RE=10000), LA DISPOSITION HORIZONTALE OU VERTICALE DU CANAL OU LE DIAMETRE DES PARTICULES (D#P=100 M OU D#P=25 M) A ETE ETUDIEE

Author: MICHEL.. MUNCH
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Languages : fr
Pages : 121

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ETUDE DE LA DIFFUSION D'UN AEROSOL DANS UN ECOULEMENT TURBULENT. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DE DIFFERENTES DESCRIPTIONS DE LA DIFFUSION TURBULENTE: MODELES DE FERMETURE A GRADIENT, FORMALISME DEVELOPPE A PARTIR DE METHODES PERTURBATIVES PAR KRAICHNAN ET PROCESSUS DE MARKOV. AVANTAGES ET RESTRICTIONS DES DIFFERENTES APPROCHES. MISE EN OEUVRE D'UN MODELE STOCHASTIQUE AYANT EN OUTRE L'AVANTAGE DE PERMETTRE UNE REPRESENTATION PHYSIQUE AISEE DES PHENOMENES ETUDIES. ETUDE DES RELATIONS EXISTANT ENTRE LE COMPORTEMENT STATISTIQUE INDIVIDUEL D'UNE PARTICULE ET CELUI D'UN NUAGE DE GOUTTELETTES. APPLICATION A LA TURBULENCE DE GRILLE

Author: SYLVAIN.. JAMAIS
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Languages : fr
Pages : 167

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NOTRE ETUDE PORTE SUR LA CARACTERISATION D'UN JET D'AIR TURBULENT CHARGE DE PARTICULES OU DE GOUTTELETTES. ELLE SE PLACE DANS LE CADRE D'UNE COOPERATION ENTRE LE CEMAGREF ET DES PARTENAIRES INDUSTRIELS. LE BUT ULTIME DE L'ETUDE EST LE TRANSFERT VERS CES PARTENAIRE INDUSTRIELS DU MAXIMUM DE CONNAISSANCES UTILISABLES POUR LE DEVELOPPEMENT ET L'AMELIORATION DE SES PRODUITS. EN CE SENS, L'ETUDE SE VEUT LA PLUS COMPLETE POSSIBLE. NOUS AVONS EGALEMENT LE SOUCIS DE PRODUIRE DES RESULTATS APPLICABLES ET D'UTILISER ET DE DEVELOPPER DES TECHNIQUES D'ETUDE SUSCEPTIBLES D'ETRE ADOPTEES PAR LES PARTENAIRES A L'ISSUE DE NOTRE COLLABORATION. NOTRE ETUDE PORTE SUR LA DYNAMIQUE PURE DE L'ECOULEMENT. DE PLUS, NOUS NOUS INTERESSONS A UN MODELE REDUIT ET SIMPLIFIE DES PRODUITS DE NOS PARTENAIRES QUI OFFRE DES DEBITS, ET DONC UNE PORTEE, PLUS FAIBLES, CE QUI PERMET LE MONTAGE D'UNE INSTALLATION EXPERIMENTALE EN LABORATOIRE OU ON CONTROLE PARFAITEMENT L'ENVIRONNEMENT DANS LEQUEL LE JET FONCTIONNE. CE MEMOIRE CONSISTE EN TROIS PARTIES. LA PREMIERE PRESENTE LES BASES FONDAMENTALES DES PHENOMENES QUI ENTRENT EN JEU DANS LES ECOULEMENTS TURBULENTS DIPHASIQUES A PHASE DISPERSEE, PUIS DRESSE UN ETAT DE L'ART SUCCINT DES CONNAISSANCES ET MOYENS D'ETUDE POUR CE TYPE D'ECOULEMENTS. LA SECONDE PARTIE DETAILLE NOTRE ETUDE EXPERIMENTALE, LES TECHNIQUES EMPLOYEES ET LES RESULTATS OBTENUS. UNE TROISIEME PARTIE PRESENTE LE TRAVAIL EFFECTUE SUR LE DEVELOPPEMENT D'UN OUTIL NUMERIQUE DE PREDICTION DE L'ECOULEMENT, NOTRE BASE DE DEPART, LES MODELES PASSES EN REVUE POUR LES DIFFERENTS PHENOMENES ET LES PREMIERS RESULTATS OBTENUS.

Author: Adrian Sandu
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Languages : fr
Pages : 406

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Ce travail numérique est une contribution à l'étude de la qualité de l'air liée à la présence de polluants particulaires dans les locaux. Après l'analyse physique des interactions subies par les particules injectées dans un écoulement fluide, nous avons développé un outil numérique permettant de simuler le comportement des particules dans les écoulements faiblement turbulents typiques du bâtiment, en faisant l'hypothèse que les particules n'influencent pas l'écoulement et que les interactions particule - particule peuvent être négligées. La dispersion des particules dans le fluide en écoulement est résolue par une approche lagrangienne qui consiste à simuler un certain nombre de trajectoires à partir desquelles les grandeurs moyennes caractérisant le comportement des particules sont ensuite obtenues statistiquement. Pour cela, les vitesses instantanées du fluide sont obtenues par tirages aléatoires, à partir des champs moyens de l'écoulement et des corrélations spatiales et temporelles. A ce stade du travail, nous avons testé plusieurs modèles de prédiction des caractéristiques instantanées du fluide, et nous avons retenu celui qui semblait le plus approprié à la modélisation des configurations qui nous intéressent. Pour la construction de la trajectoire d'une particule discrète on résout la relation dynamique établie à partir du bilan des forces agissant sur la particule. Les résultats obtenus dans le cas d'une turbulence de grille sont comparés à des résultats expérimentaux. Nous avons également étudié l'influence de la précision de la prédiction des caractéristiques turbulentes de l'écoulement sur la dispersion des particules, ainsi que la capacité des modèles de turbulence basés sur une décomposition en moyennes temporelles à résoudre correctement les écoulements turbulents. Finalement, le modèle de dispersion des particules a été utilisé pour caractériser la déposition de particules sur les parois dans un écoulement turbulent confiné correspondant à la configuration d'une cavité agitée.

Author: SEBASTIEN.. LASLANDES
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Languages : fr
Pages : 206

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CE TRAVAIL EST AXE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DU TRANSPORT DE PARTICULES SOLIDES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT D'AIR, AUTOUR D'UN OBSTACLE. LES SIMULATIONS SONT MENEES SUR LE LOGICIEL DE CALCUL PHOENICS (CODE VOLUMES FINIS). LA MODELISATION PHYSIQUE DES DIFFERENTS ECOULEMENTS DIPHASIQUES DILUES ETUDIES EST INSCRITE DANS L'APPROCHE MODELE A DEUX FLUIDES. LA TURBULENCE DE LA PHASE DISPERSEE EST SOIT DEFINIE PAR UN MODELE ALGEBRIQUE ISSU DE LA THEORIE DE TCHEN (NOTE P1), SOIT PRISE EN COMPTE PAR UN MODELE BASE SUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE DES PARTICULES (NOTE P2). POUR L'AIR, LA TURBULENCE EST EVALUEE PAR LE MODELE DE CHEN ET KIM (NOTE A1), OU PAR LE MODELE DE SHIH ET A1. (NOTE A2). LES MODELES (A1 + P1), (A1 + P2), (A2 + P1), (A2 + P2) SONT TESTES SUR UN ECOULEMENT BIDIMENSIONNEL. L'EXPERIENCE DE REFERENCE EST CELLE DE FESSLER ET EATON, RELATIVE A UN ECOULEMENT DIPHASIQUE DILUE LE LONG D'UNE MARCHE DESCENDANTE VERTICALE (PARTICULES DE CUIVRE ET PARTICULES DE VERRE). POUR L'AIR, LES COMPARAISONS EXPERIENCE/CALCUL PORTENT SUR LE CHAMP DES VITESSES LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES, ET SUR LA TURBULENCE (CONTRAINTES NORMALES LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES). POUR LES PARTICULES EN CUIVRE, L'ETUDE PORTE SUR LES VITESSES TRANSVERSALES ET LA CONCENTRATION. ENFIN, DANS LE CAS DES PARTICULES DE VERRE, LES VITESSES LONGITUDINALES ET LES CONTRAINTES NORMALES LONGITUDINALES (TURBULENCE DES PARTICULES) SONT INTRODUITES. A L'ISSUE DES RESULTATS RELATIFS A LA PHASE DISPERSEE, L'EMPLOI D'UN MODELE DE TURBULENCE PLUS ADAPTE EST SOUHAITABLE (MODELE A CONTRAINTES DE REYNOLDS PARTICULAIRES). UNE VALIDATION TRIDIMENSIONNELLE EST ENSUITE ABORDEE. L'EXPERIENCE DE REFERENCE A ETE EFFECTUEE DANS LA VEINE ENVIRONNEMENT DU CSTB : UN NUAGE DE FINES PARTICULES DE SABLE EST CREE, ET VIENT FRAPPER UN CUBE DE HAUTEUR 1M. DURANT LA CAMPAGNE D'ESSAIS, DEUX TYPES DE MESURES ONT ETE EFFECTUEES : DETERMINATION DE LA MASSE DEPOSEE AUTOUR DE L'OBSTACLE, ET EVALUATION DE LA CONCENTRATION AERIENNE. L'ETUDE DES MODELES (A1 + P1), ET UNE APPROCHE SIMPLIFIEE DE LA DEPOSITION, MONTRENT QUE DES MODELES DE TURBULENCE PLUS ADAPTES SONT NECESSAIRES POUR L'AIR, AINSI QUE L'INTRODUCTION D'UNE MODELISATION PLUS POUSSEE DU PHENOMENE DE DEPOSITION.

Author: Nguyen Van Tuu
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Languages : fr
Pages : 374

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Author: Philippe Chang
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Languages : fr
Pages : 520

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Author: ALECSANDRA.. RAMBERT
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Languages : fr
Pages : 156

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DANS CE TRAVAIL, L'ETUDE DE L'INTERACTION PARTICULES-ECOULEMENT APPORTE DES REPONSES A LA QUESTION DE LA CONTAMINATION AERIENNE EN BIOCLIMATOLOGIE (DANS CE PROCESSUS, L'ETAPE DE LA LIBERATION DES PARTICULES EST CENTRALE) ET EN POLLUTION URBAINE. NOUS AVONS PROPOSE UNE NOUVELLE APPROCHE DE MODELISATION DE LA LIBERATION DES PARTICULES SITUEES DANS LA SOUS-COUCHE LAMINAIRE D'UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE. L'EFFET PERTURBATEUR DE LA PARTIE TURBULENTE DE LA COUCHE LIMITE SUR LA PARTIE VISQUEUSE A ETE SIMULE PAR UNE INTERACTION ENTRE UNE STRUCTURE TOURBILLONNAIRE ET UNE COUCHE LIMITE LAMINAIRE. L'ARRACHEMENT DE PARTICULES SE PRODUIT QUAND LES FORCES DU FLUIDE INDUITES A LA PAROI PAR CE MECANISME SONT SUPERIEURES AUX FORCES D'ADHESION ENTRE LES PARTICULES ET LA SURFACE. NOUS AVONS DEVELOPPE UN DISPOSITIF POUR LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DE LA LIBERATION. L'UTILISATION DE LA VELOCIMETRIE LASER A EFFET DOPPLER PERMET UNE MESURE DE LA VITESSE DE SPORES QUI EST NON INTRUSIVE ET D'UNE PRECISION ELEVEE. LA MESURE SIMULTANEE DE LA VITESSE ET DE LA TAILLE DE PARTICULES A ETE EXPLOITEE POUR ESTIMER LE TRANSPORT DE PARTICULES DANS UN ECOULEMENT DONNE. NOUS AVONS EGALEMENT ABORDE L'ETUDE D'UN AUTRE TYPE D'INTERACTION PARTICULES-ECOULEMENT, CONCERNANT CETTE FOIS-CI LA DISPERSION DE POLLUANTS DANS UNE RUE CANYON. L'ETUDE DU TRANSPORT DE POLLUANTS A L'ECHELLE URBAINE EST MODELISEE DANS UN PREMIER TEMPS PAR UNE INTERACTION ENTRE UNE COUCHE LIMITE (CARACTERISTIQUE DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE) ET UNE ENCOCHE (RUE CANYON). LA DYNAMIQUE SPATIO-TEMPORELLE A ETE QUANTIFIEE PAR DES MESURES DE VITESSES LOCALES ET GLOBALES. LES MESURES DE VELOCIMETRIE LASER A EFFET DOPPLER FOURNISSENT LES HISTOGRAMMES DES FLUCTUATIONS DE VITESSE DES POINTS SPECIFIQUES DE L'ECOULEMENT. UNE NOUVELLE TECHNIQUE BASEE SUR LE FLOT OPTIQUE A ETE APPLIQUEE POUR LE CALCUL DES CHAMPS DE VITESSES.

Author: Robin Vallée
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Languages : fr
Pages : 0

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Cette thèse porte sur la dynamique de particules inertielles suspendues dans des écoulements de fluide turbulents régis par les équations de Navier-Stokes incompressibles. La compréhension du transport de ces particules est importante dans un grand nombre d'applications, comme la croissance de planétésimaux par accrétion, l'évolution du plancton dans les océans, la croissance de cristaux de glace dans les nuages ou encore la sédimentation d'impuretés dans les conduites. Malgré la présence de ces particules dans de nombreux processus industriels ou naturels, leur dynamique reste un sujet mal compris. Le but de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension de certains aspects impliquant le transport de particules inertielles dans des écoulements turbulents en utilisant notamment les résultats de simulations numériques directes. Elle est divisée en quatre chapitres. Le premier est consacré à une introduction des motivations, des méthodes numériques utilisées ainsi qu'à une revue des résultats déjà connus sur ce sujet. Le deuxième chapitre porte sur la généralisation du phénomène de turbophorèse au cas d'écoulements homogènes et isotropes, et vient donc compléter une approche essentiellement utilisée pour les écoulements inhomogènes. Il est notamment montré que malgré leur moyenne uniforme, les fluctuations turbulentes locales mènent à des inhomogénéités dans la distribution des particules aux échelles inertielles. Ensuite, le troisième chapitre se consacre à l'accrétion de particules inertielles par une sphère dans un écoulement moyen. Dans un premier temps, il est montré que des rebonds inélastiques de particules ponctuelles sur la surface de la sphère ne sont pas suffisants pour observer un effondrement inélastique si elles ne sont soumises qu'à une force de traînée visqueuse. Dans un second temps l'étude de petites particules soumises à une force de gravité montre des efficacités d'accrétion non triviales avec notamment des collisions observées à l'arrière du collecteur. Enfin, le dernier chapitre s'intéresse à des particules de taille finie suspendues dans un écoulement turbulent en canal plan, soumises à leur force de traînée visqueuse et à une force de lubrification proche des parois. Un étude statistique de la distribution de particules et de leurs collisions avec les parois permet alors d'améliorer la compréhension des mécanismes de déposition.

Author: SOPHIE.. CADIERGUE
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Languages : fr
Pages : 158

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L'ANALYSE DE LA VITESSE DE CHUTE DE PARTICULES SOLIDES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT REND COMPTE DES INTERACTIONS POSSIBLES ENTRE LES STRUCTURES D'UN ECOULEMENT ET DES PARTICULES QUI SEDIMENTENT. LES MECANISMES TURBULENTS DES ECOULEMENTS REELS ETANT PEU ACCESSIBLES A LA MESURE, NOUS AVONS MENE NOTRE ETUDE DANS UNE TURBULENCE DE GRILLE. L'ECOULEMENT EST VERTICAL ASCENDANT ET LE NOMBRE DE REYNOLDS BASE SUR LA MAILLE DE LA GRILLE EST RE#M=2330. LES PARTICULES CHOISIES SONT SPHERIQUES, DE DENSITES VARIEES (VERRE, AGATE, ACIER, PLOMB) ET DE DIAMETRES COMPRIS ENTRE 2 ET 5 MM. DES GRAVIERS FINS PERMETTENT DE DETERMINER L'INFLUENCE DE LA FORME SUR LA VITESSE DE SEDIMENTATION. L'ETUDE PREALABLE DE L'ECOULEMENT PAR V.D.L. PERMET DE MESURER LES CARACTERISTIQUES DU CHAMP DES VITESSES, ET D'ESTIMER LES ECHELLES SPATIALES ET TEMPORELLES DE LA TURBULENCE. L'ANALYSE DE LA SEDIMENTATION DANS L'ECOULEMENT PORTE D'UNE PART SUR LES TRAJECTOIRES DES PARTICULES, ET D'AUTRE PART SUR LES COMPOSANTES DE LEUR VITESSE DE CHUTE. LES RESULTATS METTENT EN EVIDENCE LE ROLE PREPONDERANT DU DIAMETRE SEDIMENTOLOGIQUE DES PARTICULES D#S SUR LES INSTABILITES DE LEUR SILLAGE, SUR LEUR VITESSE DE CHUTE DANS L'ECOULEMENT ET SUR LEUR CAPACITE A REPONDRE AUX PERTURBATIONS DE L'ECOULEMENT. LA VITESSE DE CHUTE DE CES SEDIMENTS DANS L'ECOULEMENT PEUT ALORS ETRE DETERMINEE A TRAVERS UN NOMBRE SANS DIMENSION, LIE AUX CARACTERISTIQUES DES PARTICULES (D#S) ET DE LA TURBULENCE (RE#L).