Génie Mécaniques
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Item Simulation numérique des structures fissurées basée sur la méthode meshless free galerkin(2010) Mahdad, M'hamed; Belaidi, Idir (Rapporteur)Après avoir présenté un aperçu général des méthodes meshless, nous introduisons dans ce mémoire le développement mathématique et algorithmique de la méthode EFG que nous implémentons sous l‟environnement MATLAB® dans le cas de la simulation numérique appliquée à la mécanique de la rupture. Aussi, nous montrons à l‟aide d‟exemple de structures en 2D, l‟efficacité de la méthode sans maillage élément free Galerkin EFG, pour caractériser le comportement statique des poutres plaques fissurées, en comparant notamment les performances de cette méthode par rapport à la méthode classique par élément fini (via le logiciel ANSYS®), qui permettent d'atteindre une solution avec une précision satisfaisante, dans ce contexte, il met en exergue une des particularités très recherchée en simulation numérique, à savoir que sur un ensemble de noeuds répartis dans le domaine, la construction d‟un maillage reliant ces noeuds n‟est plus exigée, c‟est-à-dire la possibilité d‟insérer, ou de retirer des noeuds très facilement, à cet effet, l‟approche EFG donne des résultats d‟une qualité supérieure aux éléments finis, en raison de sa convergence rapide, et de son aptitude à évaluer les contraintes et les déplacements maximumsItem Simulation numérique des écoulements multiphasiques par une approche mésoscopique basée sur des méthodes sans maillages(2010) Atia, Abdelmalekdepuis de nombreuses années, les méthodes des éléments finis, des différences finies ou des volumes finis se sont imposées pour la résolution des équations aux dérivées partielles décrivant les systèmes physiques et mécaniques. Cependant, ces techniques souffrent de limitations pour certaines classes de problèmes. Ces inconvénients ont entraîné le développement, depuis une dizaine d’années, d’une nouvelle classe de méthodes appelées méthodes sans maillage. Au lieu de travailler sur un maillage et une connectivité, les méthodes « meshless » utilisent un ensemble discret de points plus ou moins aléatoirement distribués dans le domaine et sur sa frontière. L’objectif du travail consiste en la simulation d’un écoulement multiphasique à l’aide de la méthode Lattice Boltzmann. Le code développé qui s’appuie sur un code source ouvert, a permis de simuler l’écoulement dans un milieu poreuxItem Simulation numérique des écoulements diphasiques à l'aide de schémas hybrides de capture et de suivi d'interfaces(2011) Bouarab, SamiaLes écoulements diphasiques sont prépondérants dans les procédés industriels et les phénomènes naturels. Du fait que la présence d'interfaces pose des problèmes majeurs en simulation numérique, notre travail consiste à utiliser une approche numérique qui traitant les problèmes de suivi et de capture d'interface dans les écoulements diphasiques à interface déformable. Cette approche est basée sur la méthode VOF (Volume of Fluid). Une série importante de simulations concernant la montée d'une bulle à travers un liquide, voire la coalescence de deux bulles, est ensuite réalisée et validée avec les résultats de la littérature. Ces simulations permettent notamment de mettre en évidence l'influence du nombre de Reynolds des bulles sur l'intensité des fluctuations de vitesse qu'elles induisent dans le liquideItem Simulation numérique de la convection naturelle d’un Nanofluide dans une cavité rectangulaire(2013) Benkezim, LounesL'objet de notre travail présenté dans ce mémoire est la modélisation et simulation numérique de la convection naturelle dans une cavité rectangulaire (sans et avec ailette) chauffée, et remplie d'un mélange d'eau et nanofluide. D'où l'intérêt et l'importance de ce présent travail d'autant plus que les études numériques sur ce type de problème sont rares dans la littérature. Les équations gouvernantes ont été discrétisées par la méthode des volumes finis. Les champs thermique et dynamique ont été obtenus ainsi que le nombre de Nusselt. L'influence des paramètres (nombre de Rayleigh, type de nanofluide, la longueur et la position de sources de chaleur et de l'ailette) a été considérée. La résolution numérique est faite avec le code de calcul Fluent, basé sur la méthode des volumes finis et les résultats obtenus sont en nette concordance avec les résultats expérimentaux existantsItem Simulation numérique bidimensionnelle d'une goutte liquide sessile en évaporation sur un substrat chauffé(2012) Tikobaini, MouradDans ce travail, nous présentons une investigation sur les phénomènes de transfert thermique au sein d'une goutte d'eau en évaporation. Une simulation numérique bidimensionnelle de comportement de la goutte sessile posée sur un substrat chauffé est réalisée à l'aide d'un algorithme de résolution des équations de conservation en prenant en considération les différents mécanismes thermiques suivants: le transfert thermique par conduction avec le substrat, le transfert thermique par convection induit par des gradients de tension surfaciques et de la convection naturelle due aux gradients de température au sein de la goutte et finalement la diffusion de vapeur autour de la goutte. La méthode des volumes finis est appliquée afin de discrétiser les équations aux dérivées partielles qui gouvernent le phénomène d'évaporation de la goutte. Le système d'équations algébriques qui en résulte est résolu par la méthode ADI en utilisant l'algorithme SIMPLER pour le couplage vitesse-pression. L'écoulement à l'intérieur de la goutte induit par l'effet de Marangoni et l'influence de ce dernier sur les phénomènes physiques lors de l'évaporation de la goutte seront discutésItem Modélisation mécanique et numérique de la mise en forme de matériaux rigide plastique basé sur la méthode sans maillage meshless(2009) Bensalem, Abdelhafid; Belaidi, Idir (Examinateur)La modélisation des procédés de mise en forme des pièces mécaniques est devenue une nécessité dans le contexte industriel actuel. Les méthodes sans maillage développées depuis maintenant une dizaine d’années, permettent d’éviter de construire la solution à partir d’un maillage d’éléments, en prenant seulement en compte le nuage de noeuds. Dans ce travail, nous exposons deux méthodes sans maillages C-NEM et MLS avec comparaison, nous exposons un test de convergence de la méthode MLS en utilisant un problème de poutre encastrée en élasticité linéaire. La solution numérique est comparée à la solution exacte du problème avec proposition de nouvelles fonctions de poids apportant plus précision. Ensuite nous présentons les résultats de la modélisation mécanique et numérique du problème de mise en forme par forgeage en déformation plane d’un métal rigide-plastique avec validation numérique de plusieurs exemples de complexités variables. Nous avons développé un code de calcul pour la simulation de cette méthode avec logiciel MATLABItem Modélisation et simulation multiéchelle de la pollution des aquifères par les NAPLs(2011) Irinislimane, KenzaL'objectif de cette étude est d'optimiser des procédés de dépollution, dans le cadre des études concernant la contamination du sol par les polluants hydrocarbonés. La simulation et la modélisation numérique apportent des connaissances utiles pour une réhabilitation adéquate des sites pollués par les solvants chlorés. Pour mieux aborder ce type de contamination, des études sont menées sur un modèle physique simplifié et grâce aux lois de la similitude, les résultats obtenus peuvent s'étendre aux applications réelles.Le procédé utilisé consiste à injecter, par un puits d'injection, une phase aqueuse (eau, polymère, surfactants) afin de " pousser " le PCE et le récupérer par un puits de récupérationItem Modélisation et simulation à base de méthodes numériques alternatives des déplacements diphasiques en milieu poreux(2011) Alioui, SmailCette étude porte sur la modélisation et la simulation des déplacements diphasiques dans un milieu poreux basée sur deux approches : macroscopique et mésoscopique. L'objectif final étant le choix du fluide moteur optimal à injecter afin d'améliorer la récupération assistée de pétrole d'un réservoir réel. A cet effet, nous avons développé un code de calcul écrit en Fortran 90 mettant en oeuvre une approche mésoscopique à travers la méthode de Lattice Boltzmann sur réseau (LBM) dont les résultats sont comparés à ceux obtenus sous le code ECLIPSE (approche macroscopique). Les résultats montrent que comparé à l'eau, le gaz naturel est plus indiqué dans le choix du fluide moteur : Le gain de récupération d`huile par l`injection du gaz dans le réservoir est de 14.5% alors qu'il n'est que de 8% dans le cas de l`eauItem Mise en évidence et contrôle de l'éclatement tourbillonnaire en écoulement compressible(2012) Bettahar, MohamedLa présente étude propose une simulation numérique des écoulements axisymétriques avec éclatements, d'un fluide visqueux et compressible, engendrés par la rotation du disque inferieur d'une cavité cylindrique munie d'un moyeu central fin en rotation différentielle. L'étude focalise sur les effets d'un forçage thermique externe, appliqué sur les parois de la cavité. En particulier, les calculs indiquent que les gradients de température engendrent des stratifications thermiques axiales et radiales suivies de mouvements lents, mais assez intenses pour altérer considérablement la structure de l'écoulement. Par ailleurs, l'étude montre explicitement que les simulations basées sur le model de Boussinesq incompressible ne sont pas validés et que les effets non linéaires de densité ne sont pas négligeables