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1. Ozogul, Hamdullah. Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique : Yield stress fluids flowing around a cylinder in a confined medium : an experimental and numerical study.

Degree: Docteur es, Mécanique des fluides, procédés, énergétique, 2016, Université Grenoble Alpes (ComUE)

Ce travail de thèse concerne les écoulements de fluides à seuil de contrainte autour d‘un obstacle cylindrique en milieu confiné avec une configuration d‘écoulement de Poiseuille.Expérimentalement, un banc d‘essai permettant d‘obtenir un écoulement en continu dans un circuit fermé a été mis en place. Les régimes d‘écoulement rampant, recirculant et instationnaire périodique ont été étudiés. De nouveaux résultats ont été obtenus avec un fluide newtonien et des solutions de Carbopol, polymère permettant de réaliser des fluides à seuil modèles utilisés en recherche et développement et dans l‘industrie. Une caméra rapide et un éclairage plan laser a servi pour l‘établissement d‘images qui ont ensuite été traitées par PIV. Les champs de vitesses cinématiques, les morphologies d‘écoulement et les paramètres critiques de transitions de régimes ont été déterminés.Numériquement, un modèle viscoplastique basé sur la loi de Herschel-Bulkley régularisée a été utilisé. Des résultats comme les morphologies d‘écoulement, la localisation des zones rigides, les champs de vitesses ont été obtenus. Ceci a permis de comparer les différences entre les effets liés à la nature des gels de Carbopol et la modélisation viscoplastiques. Une étude spécifique sur le glissement à l‘interface fluide-structure a également été réalisée avec l‘utilisation d‘un modèle de lubrification élasto-hydrodynamique.

The flow of yield stress fluids around a circular cylinder in a confined geometry has been investigated with a Poiseuille flow configuration.Experimentally, a test set-up was built which provides a continuous flow in a closed loop. We studied creeping, recirculating and vortex shedding flow regimes. New results has been realised with a Newtonian fluid and Carbopol solutions, models for yield stress behaviour in laboratory experiments and in industry. A high speed camera and a laser sheet have been used to perform images which are treated by PIV. Kinematic fields, flow morphologies and critical transition parameters have been determined.Numerically, a viscoplastic model based on the regularised Herschel-Bulkley law has been used. Results as flow morphologies, rigid areas and local flow parameters fields have been performed. That allowed us to compare the intrinsic effects of Carbopol solutions and the viscoplastic numerical model. A specific study on the wall slip has also been considered with an elasto-hydrodynamic lubrication model.

Advisors/Committee Members: Jay, Pascal (thesis director), Magnin, Albert (thesis director).

Subjects/Keywords: Fluide à seuil; Confinement; Écoulement de Poiseuille; Cylindre circulaire; Carbopol; Zones rigides; Viscoplasticité; Glissement à la paroi; Ecoulement lent; Ecoulement recirculant; Ecoulement inertiel; Instabilité; Rhéométrie; Yield stress fluid; Confinement; Poiseuille flow; Circular cylinder; Carbopol; Rigid areas; Viscoplasticity; Wall slip; Creeping flow; Recirculating flow; Inertial flow; Instabilities; Rheometry; 620

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APA (6th Edition):

Ozogul, H. (2016). Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique : Yield stress fluids flowing around a cylinder in a confined medium : an experimental and numerical study. (Doctoral Dissertation). Université Grenoble Alpes (ComUE). Retrieved from http://www.theses.fr/2016GREAI005

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Ozogul, Hamdullah. “Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique : Yield stress fluids flowing around a cylinder in a confined medium : an experimental and numerical study.” 2016. Doctoral Dissertation, Université Grenoble Alpes (ComUE). Accessed August 09, 2020. http://www.theses.fr/2016GREAI005.

MLA Handbook (7th Edition):

Ozogul, Hamdullah. “Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique : Yield stress fluids flowing around a cylinder in a confined medium : an experimental and numerical study.” 2016. Web. 09 Aug 2020.

Vancouver:

Ozogul H. Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique : Yield stress fluids flowing around a cylinder in a confined medium : an experimental and numerical study. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université Grenoble Alpes (ComUE); 2016. [cited 2020 Aug 09]. Available from: http://www.theses.fr/2016GREAI005.

Council of Science Editors:

Ozogul H. Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique : Yield stress fluids flowing around a cylinder in a confined medium : an experimental and numerical study. [Doctoral Dissertation]. Université Grenoble Alpes (ComUE); 2016. Available from: http://www.theses.fr/2016GREAI005


INP Toulouse

2. Bailly, David. Vers une modélisation des écoulements dans les massifs très fissurés de type karst : étude morphologique, hydraulique et changement d'échelle : Flow modeling in highly fissured media such as karsts : morphological study, hydraulics and upscaling.

Degree: Docteur es, Modélisation hydrogéologique, 2009, INP Toulouse

Les aquifères fissurés de type karst contiennent d'importantes ressources en eau. Ces aquifères sont complexes et hétérogènes sur une gamme d'échelles importantes. Leur gestion nécessite l'utilisation d'outils et de méthodologies adaptés. Dans le cadre de cette étude, différents outils et méthodologies numériques d'étude ont été développés pour la modélisation des aquifères karstiques, et plus généralement, des milieux poreux très fissurés 2D et 3D - en mettant l'accent sur la morphologie et sur le comportement hydrodynamique du milieu à travers la notion de changement d'échelle ("second changement d'échelle", reposant sur un modèle d'écoulement local de type Darcy et/ou Poiseuille avec quelques généralisations). Plusieurs axes sont explorés concernant la morphologie du milieu poreux fissuré (milieux aléatoires, milieux booléens avec réseaux statistiques de fissures, mais aussi, modèles morphogénétiques). L'étude du changement d'échelle hydrodynamique tourne autour du concept de macro perméabilité. Dans un premier temps, l'étude porte sur un modèle de perte de charge linéaire darcien. Les perméabilités effectives sont calculées numériquement en termes des fractions volumiques de fissures et du contraste de perméabilité matrice/fissures. Elles sont analysées et comparées à des modèles théoriques (analytiques). Une étude particulière des effets de quasi-percolation pour les grands contrastes aboutit à la définition de trois fractions critiques liées à des seuils de percolation. Pour tenir compte des effets inertiels dans les fissures, l'étude est étendue au cas d'une loi locale comprenant un terme quadratique en vitesse (Darcy/Ward-Forchheimer). Une perméabilité macroscopique équivalente non linéaire est définie et analysée à l'aide d'un modèle inertiel généralisé (linéaire/puissance). Enfin, l'anisotropie hydraulique à grande échelle du milieu fissuré est étudiée, en termes de perméabilités directionnelles, à l'aide d'une méthode numérique d'immersion.

Karstic aquifers contain large subsurface water resources. These aquifers are complex and heterogeneous on a large range of scales. Their management requires appropriate numerical tools and approaches. Various tools and numerical methodologies have been developed to characterize andmodel the geometry and hydraulic properties of karstic aquifers, more generally, of highly fissured 2D and 3D porous media. In this study, we emphasize morphological characterization, and we analyze hydrodynamic behavior through the concept of upscaling ("second upscaling"). Concerning the morphology of fissured porous media, several axes are explored : random media, composite random Boolean media with statistical properties, and morphogenetic models. Hydrodynamic upscaling is developed using the macro-permeability concept. This upscaling method is based on either Darcy's linear law, or on a linear/quadratic combination of Darcy's and Ward-Forchheimer's quadratic law (inertial effects). First, the study focuses on Darcy's linear head loss law, and Darcian effective permeabilities are…

Advisors/Committee Members: Ababou, Rachid (thesis director).

Subjects/Keywords: Milieux poreux fissurés 3D; Ecoulement inertiel; Changement d'échelle; Upscaling; Percolation; Macro-perméabilité; Anisotropie; Karst; Darcy; Forchheimer; Booléen; Réseaux statistiques; Morphogenèse; 3D fissured porous media; Inertial flow; Upscaling; Percolation; Macropermeability; Anisotropy; Karst; Darcy's law; Forchheimer's law; Boolean; Statistic networks; Morphogenesis

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APA (6th Edition):

Bailly, D. (2009). Vers une modélisation des écoulements dans les massifs très fissurés de type karst : étude morphologique, hydraulique et changement d'échelle : Flow modeling in highly fissured media such as karsts : morphological study, hydraulics and upscaling. (Doctoral Dissertation). INP Toulouse. Retrieved from http://www.theses.fr/2009INPT027H

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Bailly, David. “Vers une modélisation des écoulements dans les massifs très fissurés de type karst : étude morphologique, hydraulique et changement d'échelle : Flow modeling in highly fissured media such as karsts : morphological study, hydraulics and upscaling.” 2009. Doctoral Dissertation, INP Toulouse. Accessed August 09, 2020. http://www.theses.fr/2009INPT027H.

MLA Handbook (7th Edition):

Bailly, David. “Vers une modélisation des écoulements dans les massifs très fissurés de type karst : étude morphologique, hydraulique et changement d'échelle : Flow modeling in highly fissured media such as karsts : morphological study, hydraulics and upscaling.” 2009. Web. 09 Aug 2020.

Vancouver:

Bailly D. Vers une modélisation des écoulements dans les massifs très fissurés de type karst : étude morphologique, hydraulique et changement d'échelle : Flow modeling in highly fissured media such as karsts : morphological study, hydraulics and upscaling. [Internet] [Doctoral dissertation]. INP Toulouse; 2009. [cited 2020 Aug 09]. Available from: http://www.theses.fr/2009INPT027H.

Council of Science Editors:

Bailly D. Vers une modélisation des écoulements dans les massifs très fissurés de type karst : étude morphologique, hydraulique et changement d'échelle : Flow modeling in highly fissured media such as karsts : morphological study, hydraulics and upscaling. [Doctoral Dissertation]. INP Toulouse; 2009. Available from: http://www.theses.fr/2009INPT027H


Université de Grenoble

3. Mossaz, Stephane. Etudes expérimentales et numériques des écoulements inertiels de fluides à seuil autour d'un cylindre : Experimental and numerical study of inertial flow around a cylinder for yield stress fluid.

Degree: Docteur es, Mécanique, génie mécanique, 2011, Université de Grenoble

Les écoulements rampants, recirculants et instationnaires d’un fluide viscoplastique autour d’un cylindre ont été étudiés.Numériquement, les morphologies des écoulements, la localisation des zones rigides, les champs de contraintes et pression autour du cylindre ainsi que le coefficient de traînée, ont été déterminés sur un large domaine des nombres de Reynolds et d’Oldroyd.Expérimentalement, les fluides étudiés sont des gels de polymère Carbopol®. Le comportement élastoviscoplastique de ces gels a été modélisé par une loi d’Herschel-Bulkley adaptée. Le montage expérimental conçu et réalisé a été validé par l'étude de l'écoulement d'un fluide newtonien autour d'un cylindre et la mise en place d’une procédure adaptée pour les fluides à seuil.On a pu constater l'influence des conditions d’interface avec l’apparition d’une morphologie de lâchers de tourbillons simultanés et symétriques.

Creeping, recirculating and unsteady flows around a cylinder for yield stress fluid were studied.Numerically, morphologies of the flows, the location of the unyielded zones, the pressure and stress fields around the cylinder and the drag coefficient were determined over a wide range of Reynolds and Oldroyd numbers.Experimentally, fluids studied are polymer gels Carbopol®. The elastoviscoplastic behavior of these gels was modeled by a Herschel-Bulkley adapted law. The experimental setup was designed and validated by studying the flow of a newtonian fluid around a cylinder. An appropriate procedure for the viscoplastic fluid was implemented.We observe the influence of interface conditions with the appearance of a morphology showing simultaneous and symmetrical vortex shedding.

Advisors/Committee Members: Jay, Pascal (thesis director), Magnin, Albert (thesis director).

Subjects/Keywords: Circular cylinder; Inertia; Viscoplastic fluid; Oldroyd Number; Strouhal Number; Instabilities; Critical Reynolds; Unyielded zones; Cylindre circulaire; Ecoulement inertiel; Fluide viscoplastique; Nombre d’Oldroyd; Nombre de Strouhal; Critère d’instabilité; Reynolds Critique; Zones rigides

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APA (6th Edition):

Mossaz, S. (2011). Etudes expérimentales et numériques des écoulements inertiels de fluides à seuil autour d'un cylindre : Experimental and numerical study of inertial flow around a cylinder for yield stress fluid. (Doctoral Dissertation). Université de Grenoble. Retrieved from http://www.theses.fr/2011GRENI087

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Mossaz, Stephane. “Etudes expérimentales et numériques des écoulements inertiels de fluides à seuil autour d'un cylindre : Experimental and numerical study of inertial flow around a cylinder for yield stress fluid.” 2011. Doctoral Dissertation, Université de Grenoble. Accessed August 09, 2020. http://www.theses.fr/2011GRENI087.

MLA Handbook (7th Edition):

Mossaz, Stephane. “Etudes expérimentales et numériques des écoulements inertiels de fluides à seuil autour d'un cylindre : Experimental and numerical study of inertial flow around a cylinder for yield stress fluid.” 2011. Web. 09 Aug 2020.

Vancouver:

Mossaz S. Etudes expérimentales et numériques des écoulements inertiels de fluides à seuil autour d'un cylindre : Experimental and numerical study of inertial flow around a cylinder for yield stress fluid. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université de Grenoble; 2011. [cited 2020 Aug 09]. Available from: http://www.theses.fr/2011GRENI087.

Council of Science Editors:

Mossaz S. Etudes expérimentales et numériques des écoulements inertiels de fluides à seuil autour d'un cylindre : Experimental and numerical study of inertial flow around a cylinder for yield stress fluid. [Doctoral Dissertation]. Université de Grenoble; 2011. Available from: http://www.theses.fr/2011GRENI087

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