Simulations numériques directes de suspensions concentrées de corps solides
Patrice LAURE
Laboratoire J.A. Dieudonné, Université de Nice, Nice
Grégory BEAUME
Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF), École des Mines de Paris, Sophia Antipolis
Schneider Electric, Grenoble
Thierry COUPEZ, Hugues DIGONNET
CEMEF, École des Mines de Paris, Sophia Antipolis
Les suspensions chargées de particules solides de formes et de tailles variées interviennent dans de nombreuses applications industrielles. On peut citer par exemple, la fabrication de matériaux composites par le procédé d’injection. On propose une méthode éléments finis multidomaine qui permet de calculer le comportement de ce type de suspensions. Le moyen d’imposer le mouvement de corps rigide dans le domaine solide a été déjà présenté lors d’une précédente réunion. Cette fois nous allons axer notre présentation sur les points suivants :
La manière d’imposer des conditions aux limites périodiques pour un écoulement de cisaillement. En effet, il est important de pouvoir imposer de telles conditions pour pouvoir avoir des informations sur le comportement macroscopique des suspensions sur un volume élémentaire. La méthode proposée permet d’utiliser le «solveur» de Stokes parallèle développé dans le groupe CIM.
La prise en compte du cas où les particules se touchent. Une zone de sécurité est définie autour des particules afin d’empêcher qu’il y ait un recouvrement lors du déplacement sous l’action de l’écoulement. Pour cela on active une force de répulsion basée sur la théorie de la lubrification hydrodynamique. Cette zone de sécurité va dépendre de la taille du maillage et du pas de temps.
Le calcul précis de la contrainte sur les particules solides. La connaissance de la contrainte d’origine hydrodynamique sur la particule solide permet d’étudier le phénomène de dispersion ou de désagrégation de gros amas sous l’action d’un champ de cisaillement.
