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Accueil du site > Séminaires > Archives > Année 2014 > Thèse : Stany Gallier

Simulation numérique des suspensions frictionnelles. Application aux propergols solides.

Thèse : Stany Gallier

à 14h en salle C. Brot

Ce travail se consacre à la simulation numérique tridimensionnelle de suspensions denses, monodisperses, non-inertielles et non-colloïdales. Nous avons pour ce faire développé une méth- ode numérique basée sur une approche de type domaine fictif. Le modèle inclut également une modélisation détaillée des forces de lubrification ainsi que des forces de contact avec prise en compte des rugosités et du frottement. Un résultat majeur est le rôle important du frottement entre particules sur la rhéologie de la suspension – en particulier sur la viscosité de cisaillement et les contraintes normales – mais aussi sur la viscosité normale ou la diffusion des particules. Le frottement contribue à augmenter fortement la contrainte de contact alors que la contrainte hydrodynamique n’est quasiment pas affectée. Cette contrainte de contact s’avère être la contrainte majoritaire dans les suspensions denses. La prise en compte du frottement dans les simulations permet de se rapprocher notablement des résultats expérimentaux. Le rôle du confinement est également étudié et les parois s’avèrent conduire à une organisation locale marquée de type hexagonal ainsi qu’à un glissement. Cette organisation entraîne des effets sensibles sur les propriétés rhéologiques surtout pour la première différence de contraintes normales N 1 qui peut localement devenir positive. Enfin, nous abordons l’impact d’amas percolants de particules dans la suspension. La fraction volumique de percolation se situe entre 0,3 et 0,4 avec un effet marqué de la rugosité, du frottement et de la taille du domaine. Les caractéristiques de ces amas percolants sont en partie compatibles avec une théorie de la percolation isotrope avec toutefois quelques désaccords sur certains exposants critiques. Par contre, les amas percolants n’ont qu’un effet marginal sur la rhéologie de la suspension.

Directrice de thèse : Elisabeth Lemaire

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes