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Comite d'organisation : B. Daly, N. Grenier, W. Herreman, L. Mathelin, B. Podvin, V. Ronfle, A. Sergent, C. Tenaud
Presentation de l'ecole
  • Depuis 1989,…

  • a l’initiative du COST MFN, puis GDR-E MFN

  • Ecole organises tous les 2 ans

Comites d’organisations successifs :

  • P. Bontoux, S. Candel, O. Daube, M. Lesieur, R. Peyret ;

  • J.-L. Guermond, P. Le Quere, C. Tenaud ;

  • B. Podvin, O. Le Maitre, A, Sergent.

  • N. Grenier, W. Herreman, L. Mathelin

Objectif de l'ecole

–> Formation des jeunes doctorants, ingenieurs, et chercheurs.

  • La Mecanique des Fluides Numerique = interaction interdisciplinaire :

    • modelisation physique,
    • analyse mathematique des modeles,
    • methodes de resolution,
    • implementation des algorithmes / calculateurs.
  • Thematiques des editions precedentes :

    • Compressible, Combustion, Incompressible,
    • Modeles de turbulence et LES
    • Fluides complexes
    • Convection hors Boussinesq
    • Controle
    • Modelisation de la turbulence et approximations multiechelles
    • Aeroacoustique et Aeroelasticite
    • Ecoulements turbulents : methodes numeriques et modelisations
    • Transferts en ecoulements domines par la convection
    • Methodes et Algorithmes pour le Calcul Haute Performance
    • Outils et Methodes Multi-Echelle
14eme edition

Thematique de l’edition 2015 : Ecoulements multiphasiques et multiespeces

  • Cours de base :

    • Volumes Finis / Elements Finis / Ordre Eleve
    • Galerkin Discontinu
    • Methode spectrale / incompressible
    • Des ecoulements compressibles aux ecoulements faiblement dilatables
  • Methodes numeriques avancees

  • Application des methodes multifluides / multiespeces

  • Seminaires avec des industriels

  • Travaux pratiques, au fil de l’eau

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Exemple d’application sur l’etude de la houle, de la propagation au deferlement :

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Modeles integres sur la hauteur d’eau, entre la surface libre et le fond :

  • Equation de Saint-Venant, shallow-water
  • Approches potentielles
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S. Vincent

Exemple d’application sur l’etude de la houle, de la propagation au deferlement :

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Modeles qui permettent de resoudre la position de l’interface.

Classe de modeles tres adaptee quand on veut connaitre exactement cette position.

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Comment decrire cette interface?

Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

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Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

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avec des marqueurs

Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

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avec des marqueurs relies par un maillage

–> methode Front-Tracking : avec une grille sous-jacente pour la resolution des equations de Navier-Stokes

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Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

Figure-images/marker.png

avec des marqueurs

Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

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avec des marqueurs relies par un maillage

–> methode ALE : le maillage de la resolution des equations de Navier-Stokes se deforme avec l’interface

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Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

Figure-images/marker.png

avec des marqueurs

Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

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avec des points qui se deplacent lagrangiennement au sein de chaque fluide

–> methode meshless / particulaire : resolution des equations de Navier-Stokes par interpolation particulaire.

  • SPH Smoothed Particle Hydrodynamics
  • MPS Moving Particle Semi-implicit
  • PFEM Particle Finite Element Method
  • FVPM Finite Volume Particle Method
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S. Vincent, X. Hu

Objectif : suivre le mouvement lagrangien de l’interface

Figure-images/marker.png

avec des marqueurs

Objectif : decrire implicitement l’interface avec un scalaire sur la grille de resolution de Navier-Stokes

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Iso-contours du scalaire et coupe

L’interface est advectee puis reconstruite geometriquement avant de resoudre les equations de Navier-Stokes avec un modele a un fluide

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Iso-contours du scalaire, coupe niveau continu et discret apres reconstruction

Le scalaire decrit la fraction de liquide present dans une maille de calcul.

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Iso-contours du scalaire

On reconstruit ensuite geometriquement la position de l’interface, pour expliciter celle-ci, avec une approximation lineaire par morceaux.

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T. Menard

L’interface est advectee puis reconstruite geometriquement avant de resoudre les equations de Navier-Stokes avec un modele a un fluide

Figure-images/capture_sharp.png
Iso-contours du scalaire, coupe niveau continu et discret apres reconstruction

Le scalaire decrit la distance signee a l’interface.

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Iso-contours du scalaire

La normale et la courbure sont obtenus directement a partir de cette fonction distance. La reconstruction se fait par interpolation.

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T. Menard, J.L Estivalezes

Objectif : decrire implicitement l’interface avec un scalaire sur la grille de resolution de Navier-Stokes

Figure-images/interface_capture.png
Iso-contours du scalaire et coupe

L’interface est advectee mais pas explicitee ni reconstruite, avant de resoudre les equations de Navier-Stokes.

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Iso-contours du scalaire, coupe au niveau continu et discret

Le scalaire decrit toujours la fraction de liquide present dans une maille de calcul.

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Iso-contours du scalaire, coupe au niveau continu et discret

On utilise les proprietes de certains schemas numeriques a transporter correctement une fonction discontinue pour resoudre ensuite un modele a un fluides des equations de Navier-Stokes.

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L’interface est advectee mais pas explicitee ni reconstruite, avant de resoudre les equations de Navier-Stokes.

Figure-images/capture_diffuse.png
Iso-contours du scalaire, coupe au niveau continu et discret

Le scalaire decrit la fraction de liquide present dans une maille de calcul.

Figure-images/capture_diffuse_Cahn.png
Iso-contours du scalaire, coupe au niveau continu et discret

Le modele rend compte de la diffusion de l’interface comme une propriete thermodynamique.

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L’interface est advectee mais pas explicitee ni reconstruite, avant de resoudre les equations de Navier-Stokes.

Figure-images/capture_diffuse.png
Iso-contours du scalaire, coupe au niveau continu et discret

Le scalaire decrit la fraction de liquide present dans une maille de calcul.

Figure-images/capture_diffuse_melange.png
Iso-contours du scalaire et coupe au niveau continu

Le modele physique est base sur l’hypothese d’un melange des deux fluides non miscibles en tout point de l’espace. Il prend en compte plus ou moins d’hypotheses sur les variables communes aux phases.

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E. Goncalves

Exemple d’application sur l’etude de la houle, de la propagation au deferlement :

Figure-images/Houle.png

Objectif : l’interface n’est plus decrite mais moyennee sur le volume de calcul.

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Objectif : l’interface n’est plus decrite mais moyennee sur le volume de calcul.

Figure-images/bulles_mesh.png
Que moyenne-t-on?

La quantite transportee est l’aire de l’interface moyenne sur la cellule

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Les quantites transportees peuvent etre la repartition statistique de la masse, position, vitesse, diametre… des bulles.

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Le regime d’ecoulement, dilue, dense, … permettra d’appliquer des modeles de fermeture pour les termes sources de transport de ces quantites.

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J.L. Estivalezes, M. Massot