Convection forcée de fluides viscoélastiques en milieu confiné : cas de la Lubrification Hydrodynamique

Abstract

La lubrification hydrodynamique revêt une grande importance dans le domaine industriel ; d’où la nécessité primordiale d’élaborer de nouveaux lubrifiants. Les propriétés des lubrifiants sont améliorées par l’ajout d’additifs chimiques, ce qui modifie considérablement leur comportement rhéologique. Dans cette thèse, on considère l’étude de la lubrification hydrodynamique d’un palier en utilisant un lubrifiant ayant des propriétés viscoélastiques décrites par le modèle de Maxwell généralisé (UCM). La complexité des équations (Quantité de mouvement, Energie et Constitutives) couplées, associés au problème thermohydrodynamique dans une telle géométrie, nécessite une résolution plutôt numérique. En utilisant le logiciel commercial Fluent 6.3 associé à un code de calcul développé en C++, via des fonctions définies par des UDFs (User Defined Functions) et des UDSs (User Defined Scalars), nous étudions premièrement le cas où l’arbre et le coussinet sont d’abord concentriques. La motivation de ce test est destinée à comparer les résultats avec la solution analytique ; ce qui permet de valider les résultats numériques par l’utilisation du code développé en C++ et aussi de donner une assurance pour utiliser ce code dans la simulation numérique de plusieurs problèmes de lubrification plus compliqués. Le deuxième problème traité est la lubrification hydrodynamique des paliers par le fluide de Maxwell généralisé (UCM) avec une viscosité qui varie en fonction de la température. Dans ce cas, on détermine plusieurs grandeurs mécaniques à savoir : la distribution du champ de pression, le champ de vitesse, le champ de température, le champ de contraintes et la charge portante, ainsi que les effets des paramètres viscoélastiques du fluide (temps de relaxation et viscosité) cinématique (vitesse de rotation de l’arbre) et enfin géométrique (excentricité du palier)