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Modélisations et simulations numériques d’écoulements de fluides à rhéologie complexe
Résumé
Les fluides hétérogènes (pâtes, suspensions, émulsions...) présentent généralement une rhéologie fortement non-newtonienne. Ils s’écoulent ainsi très différemment des fluides tels que l’air, l’eau ou le miel. Nous montrerons divers exemples d’écoulements (étirement ou compression de filaments, jets, impacts...) présentant des instabilités liées à leur rhéologie et discuterons à l’aide d’expériences, de simulations numériques et d’analyse théoriques simples les mécanismes mis en jeu dans ces écoulements. Plusieurs exemples seront proposés et on soulignera l’intérêt de la simulation numérique à la fois pour la compréhension de phénomènes simples, mais aussi la prédiction d’écoulements plus complexes rencontrés dans l’industrie.
Illustration : Effet de la rhéologie sur les instabilités de compression (haut) et rupture (bas) de divers filaments fluides, comparaison modèle/expérience