Écoulements granulaires immergés : modélisation numérique
Orateur : Laurent Lacaze
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
Résumé : Les écoulements couplant la dynamique d’une phase fluide et d’une phase solide dispersée sont omniprésents dans notre environnement. De la dynamique d’une particule solide à la prédiction de l’évolution des systèmes à grande échelle observée dans le milieu naturel (littoral, glissement de terrain, etc.), la description multi-échelle de ces écoulements reste hors de portée. Du point de vue de la modélisation, le changement d’échelle nécessite alors des modèles de fermeture permettant de tenir compte à la fois des fluctuations solides et fluides à petite échelle et des interactions entre ces deux phases. Pour cela, une description fine à l’échelle de quelques grains est nécessaire. La puissance numérique ne permet que depuis peu de temps la résolution à l’échelle du grain de systèmes comportant un nombre significatif de particules solides.
Une méthode numérique adaptée à la résolution du milieu diphasique à l’échelle du grain sera présentée et utilisée pour décrire la dynamique d’un milieu granulaire dans un fluide. La phase fluide est résolue par une méthode de frontières immergées qui permet de remonter à la force exercée par le fluide sur chaque particule solide. Les interactions entre les particules solides sont résolues par une méthode des éléments discrets. Nous discuterons tout d’abord le cas d’une interaction binaire entre deux particules (ou de façon équivalente l’interaction entre une particule et une paroi). En particulier, le rôle d’une rugosité apparente des grains sur la dynamique proche contact et sur le rebond sera mis en évidence. Dans un deuxième temps, le cas d’un milieu granulaire dense en écoulement dans un fluide sera présenté, avec une attention plus particulière sur les différents régimes d’écoulement observés.
Date et lieu : le Vendredi 30 Octobre 2015 à 11h00, salle de séminaire IRPHE