PDF (Intro, Chapitre 1, 2) - Les thèses en ligne de l'INP - Institut ...

Chapitre 2.Échelle du pliFig. 2.13 – Schéma représentant un pli avec ses différentes limites.Afin d’assurer une bonne convergence de Fluent, nous avons pris plusieurs précautions. Toutd’abord, pour le maillage du milieu poreux, nous avons pris le soin d’utiliser 15 à 20 mailles surl’épaisseur du milieu poreux. De plus, le maillage a été raffiné à proximité de l’interface dans lapartie non-poreuse. En effet, et particulièrement pour le pli d’entrée, le profil transversal de lavitesse est uniforme avec une décroissance très rapide en proximité de la paroi [119]. Il est doncnécessaire de raffiner le maillage dans cette zone.Pour être cohérent avec la condition de sortie, nous avons pris soin de vérifier systématiquementque l’écoulement est bien établi en sortie. Nous avons aussi vérifié que l’entrée est situéesuffisamment loin du début du pli.Pour les calculs réalisés avec un fond de pli poreux, la même perméabilité que dans le reste dumédium plissé est imposée dans la région du fond du pli. Il est à noté que lorsque nous utilisonsun milieu poreux avec Fluent, la matrice à résoudre est alors mal-conditionnée. Il en résulteune convergence difficile, voire impossible. Pour remédier à cette difficulté, un premier calcul esteffectué en considérant le fond des plis comme imperméable. La convergence vers la solution,dans le cas du fond poreux est alors beaucoup plus facile à partir de la solution intermédiairecalculée.Comparaison des résultats de Fluent avec les résultats expérimentauxNous avons comparé l’évolution de la chute de pression en fonction de la vitesse de filtrationmoyenne pour les résultats expérimentaux et de Fluent. Ces comparaisons ont été réalisée pourdifférentes densités et hauteurs de pli, comme le montrent les figures 2.14 et 2.15.La chute de pression liée à un écoulement dans le médium plissé, ∆P total , peut se décomposeren contribution liée à l’écoulement dans le pli, ∆P c , une contribution due à la contraction etl’élargissement de l’écoulement en amont et aval du pli, ∆P ecoulement et une contribution due aupassage du fluide à travers le milieu fibreux lui même, ∆P m . Soit : ∆P total = ∆P c +∆P ecoulement +∆P m .Les simulations numériques permettent de comparer la contribution de la chute de pressiondue à la contraction et élargissement de l’écoulement par rapport à la chute de pression totaledu médium plissé. Ainsi, dans le cas d’un pli à ouverture uniforme, celle-ci n’est pas négligeablepuisque le rapport ∆P ecoulement∆P totalest compris entre 0, 15 et 0, 20.En revanche, dans le cas d’un pli à ouverture variable, ∆P ecoulement devient négligeable devant∆P total . Dans ce cas le ratio est inférieure à 0, 01 pour les géométries étudiées.66