MODELISATION ET SIMULATION NUMERIQUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE AU COURS DES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS DANS LES MILIEUX POREUX SATURES
MODELISATION ET SIMULATION NUMERIQUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE AU COURS DES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS DANS LES MILIEUX POREUX SATURES

Author: DJAMEL.. SADAOUI

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Published: 1995

Total Pages: 163

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LES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS SONT ETUDIES DANS LES MILIEUX POREUX CONSTITUES PAR DES EMPILEMENTS ALEATOIRES DE FIBRES OU DE PARTICULES DE DIVERS MATERIAUX SATURES PAR DIFFERENTS FLUIDES INCOMPRESSIBLES. LA MODELISATION DU PROBLEME DYNAMIQUE EST BASEE SUR LE MODELE DE DARCY-FORCHHEIMER-BRINKMAN ET LE MODELE D'ERGUN DE LA PERMEABILITE EN TENANT COMPTE D'UNE LOI DE VARIATION DE LA POROSITE. LA MODELISATION DU PROBLEME THERMIQUE POUR DES PHASES SOLIDE ET FLUIDE EN EQUILIBRE THERMIQUE LOCAL EST DERIVEE DU MODELE DE ZEHNER ET SCHLUENDER POUR LA CONDUCTIVITE THERMIQUE MOYENNE ET DU MODELE DE HSU ET CHENG POUR LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DISPERSIVE. LA SIMULATION NUMERIQUE EST DEVELOPPEE A L'AIDE DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS EN UTILISANT UN MAILLAGE LAGRANGIEN COMPORTANT DES ELEMENTS QUADRATIQUES COMPLETS. LES EQUATIONS DE CONSERVATION DE LA DYNAMIQUE ET DE LA THERMIQUE SONT RESOLUES A L'AIDE DES VARIABLES PRIMITIVES POUR UNE GEOMETRIE BIDIMENSIONNELLE CARTESIENNE. L'ETUDE DE REFERENCE DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE EST REALISEE DANS LE CAS D'UN MILIEU POREUX CONSTITUE PAR DES PARTICULES SPHERIQUES (VERRE) DELIMITE PAR DEUX SURFACES PLANES PARALLELES ET SATURE PAR DE L'EAU. LES RESULTATS NUMERIQUES PERMETTENT DE VALIDER LA PROGRAMMATION DE LA METHODE D'APRES D'AUTRES RESULTATS NUMERIQUES ET EXPERIMENTAUX. L'ETUDE PRELIMINAIRE DES ECOULEMENTS ET DES TRANSFERTS AUTOUR D'UNE SURFACE CYLINDRIQUE INSEREE DANS UN MILIEU DE POROSITE CONSTANTE EST REALISEE POUR UNE VALIDATION COMPLEMENTAIRE DE LA METHODE NUMERIQUE D'APRES CERTAINS RESULTATS ANALYTIQUES. L'ETUDE GENERALE DES PHENOMENES DE DISPERSION THERMIQUE AUTOUR D'UNE SURFACE CYLINDRIQUE EST EFFECTUEE DANS LE CAS D'UN MILIEU POREUX CONSTITUE PAR UN EMPILEMENT DE PARTICULES SPHERIQUES (VERRE OU D'ALUMINE) SATURE PAR DE L'AIR. LES RESULTATS NUMERIQUES PERMETTENT DE RETROUVER LES PHENOMENES CARACTERISTIQUES OBSERVES AU COURS DES PLUS RECENTS TRAVAUX EXPERIMENTAUX. L'INFLUENCE DU DIAMETRE DES PARTICULES ET DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DU MATERIAU SUR LES VARIATIONS DU NOMBRE DE NUSSELT MOYEN EST ETUDIEE DANS UN LARGE DOMAINE DU NOMBRE DE PECLET

Modélisation des transferts en milieux poreux
Modélisation des transferts en milieux poreux

Author: Marc Prat

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Published: 1989

Total Pages: 257

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LE PROBLEME DES CONDITIONS AUX LIMITES A IMPOSER POUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS MACROSCOPIQUES DE TRANSFERTS DANS LES MILIEUX POREUX EST ETUDIE. L'ETUDE EST BASEE SUR UNE MODELISATION DES REGIONS FRONTIERES ET EST EFFECTUEE DANS LE CADRE DE LA METHODE DE PRISE DE MOYENNE AVEC PROBLEME DE FERMETURE. L'ERREUR SUR LA PREDICTION DES CHAMPS MACROSCOPIQUES PAR RESOLUTION DU MODELE MACROSCOPIQUE LIEE AU FAIT QUE LES CONDITIONS AUX LIMITES SONT SPECIFIEES AU NIVEAU MACROSCOPIQUE EST CALCULEE DANS LE CAS DE LA DIFFUSION PURE OU DE LA CONDUCTION PURE POUR DIFFERENTS TYPES DE CONDITIONS AUX LIMITES. ON CONSIDERE ENSUITE LE CAS OU UN FLUIDE EXTERNE EST LE SIEGE D'UN ECOULEMENT PARALLELE A L'INTERFACE MILIEU POREUX MILIEU EXTERNE. ON MONTRE QUE, LORSQUE LA TAILLE DES HETEROGENEITES MICROSCOPIQUES EST SUFFISAMMENT PETITE DEVANT LES DIMENSIONS CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT EXTERNE, ON PEUT SE RAMENER A UN PROBLEME CLASSIQUE DE TRANSFERT COUPLE. DES INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES SONT OBTENUES PAR SIMULATION DIRECTE DE L'ECOULEMENT MICROSCOPIQUE DANS LA ZONE INTERFACIALE POUR UN MILIEU POREUX MODELE. LORSQUE LE MILIEU POREUX EST NON SATURE, UNE METHODE NUMERIQUE DE PREDICTION DE L'EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DES GRANDEURS INTERFACIALES ET DES CHAMPS DE TENEUR EN EAU ET DE TEMPERATURE AU SEIN DU MILIEU POREUX EST PRESENTEE. L'EFFET D'HETEROGENEITES MACROSCOPIQUES DE SATURATION SUR LES COEFFICIENTS DE TRANSFERTS CONVECTIFS INTERFACIAUX EST EXAMINE. FINALEMENT, DANS LE CAS DES MILIEUX NON SATURES, LA QUESTION DE L'INTERFACE RENVOIE A UN REEXAMEN DE LA MODELISATION DES MECANISMES INTERNES COTE MILIEU POREUX

Modélisation et simulations numériques des écoulements et instabilités thermiques de fluides non-Newtonien en milieu poreux
Modélisation et simulations numériques des écoulements et instabilités thermiques de fluides non-Newtonien en milieu poreux

Author: Abdoulaye Gueye

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Published: 2015

Total Pages: 0

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Ce travail de thèse sur les milieux poreux est axé sur deux parties. La première concerne l'étude numérique de l'écoulement d'un fluide Newtonien ou non-Newtonien au sein d'un système fluide/poreux. L'approche à un seul domaine qui consiste à écrire l'équation de Navier-Stokes incluant le terme de Darcy-Brinkman-Forchheimer est adoptée dans cette étude. La relation entre le gradient de pression et la vitesse débitante linéaire dans le cas de Darcy où le fluide est Newtonien, est obtenue. Cette relation est étendue dans le cas non-Darcy où le fluide est non Newtonien. L'influence des nombres de Darcy et de Forchheimer sur la structure de l'écoulement est montrée. Dans la seconde partie, une étude de stabilité linéaire et numérique de la convection naturelle de fluides viscoélastiques saturant une couche poreuse horizontale chauffée par un flux constant est réalisée. Une étude d'instabilité primaire et secondaire nous a permis de montrer que pour un fluide Newtonien, la convection monocellulaire perd sa stabilité au profit des rouleaux longitudinaux. Dans le cas des fluides viscoélastiques, on trouve que l'élasticité du fluide induit la sélection des rouleaux transversaux propagatifs. Une solution numérique basée sur un schéma aux différences finies est venue conforter ces résultats analytiques.

Simulation numérique 3D d'Écoulement Multiphasiques Réactifs en Milieux Poreux
Simulation numérique 3D d'Écoulement Multiphasiques Réactifs en Milieux Poreux

Author: Mohamed Id Moulay

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Published: 2019

Total Pages: 0

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La modélisation du transport réactif est utilisée dans de nombreuses applications énergétiques et environnementales liées aux écoulements souterrains. La modélisation de tels problèmes conduit à un système hautement non linéaire d'EDP couplées à des équations différentielles ordinaires ou algébriques. Deux types d'approches pour la résolution numérique des problèmes de transport réactif sont largement utilisés dans la littérature. L'une est l'approche de séparation des opérateurs qui consiste à découpler les problèmes d'écoulement et de transport réactif. Ces derniers sont résolus séquentiellement à chaque pas de temps. L'autre stratégie est basée sur une approche entièrement couplée dans laquelle le système entier est résolu simultanément. Le but de la thèse de doctorat est le développement d'un schéma implicite en volumes finis pour la modélisation numérique d'écoulements multicomposants monophasiques et diphasiques avec transport réactif en milieu poreux.Deux nouveaux modules de transport réactif seront implémentés dans DuMuX, un simulateur libre pour les problèmes d'écoulements et de transport dans les milieuw poreux. Des simulations numériques bi et tridimensionnels comprenant des benchmarks et du calcul haute performance, seront effectuées pour valider les modules.

Modélisation numérique de l'écoulement et du transport en milieux poreux
Modélisation numérique de l'écoulement et du transport en milieux poreux

Author: Selim Ahmed

Publisher:

Published: 2009

Total Pages: 142

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L’objectif principal de ce travail est de développer des outils numériques efficaces et fiables pour la modélisation de l’écoulement et du transport de masse en milieux poreux saturé. Dans une première partie, nous avons développé une technique pour améliorer la méthode EFMH sur les quadrangles. Cette technique a permis d’éliminer les oscillations rencontrées en utilisant la méthode EFMH standard pour des solutions à front raide et de gagner en précision et en temps de calcul. Dans la deuxième partie de la thèse un nouveau modèle numérique pour résoudre le systèmes d’équations couplées écoulement–transport a été développé. Ce modèle couple des discrétisations spatiale et temporelle efficaces en utilisant la méthode des lignes. Pour la discrétisation spatiale, nous avons combiné la méthode EFMHc pour l’écoulement, la méthode MPFA pour le terme dispersif et la méthode DG pour le terme convectif de l’équation de transport. Pour la discrétisation temporelle du système EDO résultant, deux solvers basés sur le schéma à ordre et pas de temps adaptatifs, BDF, sont employés. DLSODIS (resp, DASPK), utilise une méthode directe (resp, méthode itérative) pour résoudre les systèmes linéaires surgissant à chaque itération de Newton. Dans un premier temps, deux cas tests numériques standards aussi bien qu’une expérience à l’échelle du laboratoire sont simulés pour mettre en relief l’efficacité et la robustesse du modèle basé sur DLSODIS. Dans un second temps, le solver DASPK a été utilisé pour traiter les systèmes de grande échelle. Le nouveau modèle permet de contrôler l’erreur temporelle et de réduire plus que 30 fois le temps de calcul par rapport au modèle standard.