projet : CAIMAN - caiman

<body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#9944EE" vlink= "#0000FF" alink="#00FF00"> <h2><a name="SECTION00042000000000000000" id= "SECTION00042000000000000000">Mécanique des fluides et problèmes connexes</a></h2> <a name="CAIMAN_domaine_MKflu" id="CAIMAN_domaine_MKflu"></a> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>santé, ingénierie, transports, environnement, télécommunications, algorithme de couplage, interaction fluide-structure, milieu multiphasique, combustion, gaz réel, volume fini, élément fini, maillage non-structuré, ordre élevé, maillage dynamique, feu de forêt, génie civil, écoulement sanguin .</i></p> <h3>Résumé :</h3> <div class="ABSTRACT"> <i>Nous nous intéressons à plusieurs problèmes physiques, pour lesquels la mécanique des fluides classique est couplée à d'autres phénomènes, notamment les interactions entre un fluide (compressible ou non) et une structure, et les écoulements réalistes multiphasiques et/ou réactifs. Les applications visées concernent l'aéronautique, le génie civil (stabilité aéroélastique des structures) et les écoulements sanguins d'une part, les feux de forêt et l'épitaxie, d'autre part.</i> </div> <p>Nous nous intéressons à plusieurs problèmes physiques, pour lesquels la mécanique des fluides classique est couplée à d'autres phénomènes. C'est par exemple le cas des interactions fluide-structure, de la combustion en milieu multiphasique et des écoulements de gaz réels à loi d'état complexe.</p> <p>Le domaine d'application des interactions fluide-structure est multiple, on en retrouve par exemple dans les domaines de la santé, des transports et de l'ingénierie en général. On peut distinguer les applications où le fluide est supposé compressible (écoulement gazeux où le nombre de Mach est supérieur à 0.3) des applications où le fluide est incompressible (écoulements liquides ou gazeux avec faible nombre de Mach). Le principal domaine d'application des cas compressibles est l'aéronautique. Les instabilités aéroélastiques jouent un rÔle de plus en plus prépondérant dans la limitation des domaines de vol des avions en général (civils et militaires), pour lesquels on recherche à la fois une manoeuvrabilité et une efficacité optimales. Nous travaillons dans ce cadre avec l'équipe du Professeur Charbel Farhat à l'université du Colorado à Boulder, plus particulièrement sur les algorithmes de couplage [<a href= "bibliographie_Toc.html#pi:fa:bl:2" target="contents">6</a>]. La définition de ces algorithmes est déterminante pour optimiser le compromis habituel entre l'efficacité et la précision des codes ainsi assemblés. Les domaines d'applications des cas incompressibles sont divers. Nous commenÇons à construire des problèmes modèles d'écoulements sanguins, et, en collaboration notamment avec M3N, nous espérons simuler le comportement de vaisseaux collabables (susceptibles de s'écraser en forme de huit) et d'anévrismes. D'autre part, nous nous intéressons à la simulation de l'effet du vent sur de grandes constructions du génie civil [<a href="bibliographie_Toc.html#pip-reef-99" target= "contents">15</a>]. Dans ce cadre, nous sommes partenaires d'un thème de recherche du LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées), qui concerne entre autres le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) et le SETRA (Service d'études Techniques des Routes et Autoroutes).</p> <p>Nous nous intéressons également à des écoulements réalistes en mécanique des fluides multiphasiques et/ou réactifs. Nous avons acquis une certaine expertise sur les modèles de combustion en milieu multiphasique (qui s'applique aux incendies de forêt par exemple). D'autre part, la simulation numérique d'un réacteur de dépÔt chimique est une activité en plein essor dans le projet. Cette technique, l'épitaxie [<a href="bibliographie_Toc.html#erngio" target= "contents">EGS97</a>], d'une importance industrielle considérable, consiste à injecter des précurseurs dans un réacteur chauffé contenant un substrat sur lequel se dépose une fine couche cristalline. La géométrie complexe du réacteur implique l'utilisation de maillages non-structurés. La modélisation du réacteur doit prendre en compte les phénomènes de transfert thermique au sein du réacteur, l'écoulement tridimensionnel de type convection mixte et la cinétique chimique. Enfin, de nombreux problèmes, dont le problème de l'épitaxie cité plus haut, concernent des écoulements à haute température pour lesquels le gaz ne peut être considéré comme polytropique, c'est-à-dire que la relation entre l'énergie interne et la température n'est plus linéaire, mais donnée par une loi polynomiale ou parfois même seulement par des tables. On étudie alors une méthode de relaxation d'énergie [<a href="bibliographie_Toc.html#coqper" target="contents">CP98</a>], pour laquelle un solveur classique peut être utilisé et adapté simplement. Le but ici est de produire à terme un logiciel de simulation d'épitaxie en géométrie complexe tridimensionnelle.</p> </body>