Validation des outils utilisés

Validation avec le cas du déplacement d'une sphère dans une conduite


Afin de valider les outils utilisés, que sont le solveur pimpleDyMFoam ainsi que le mailleur snappyHexMesh, nous allons comparer les résultats obtenus avec notre méthode par rapport à un écoulement type dont les résultats sont connus.

Pour cela, nous avons recherché dans la littérature des expériences, numériques ou non, qui proposaient des résultats et où l'utilisation d'un maillage mobile dans le cas d'écoulements confinés était appropriée. C'est dans ce cadre là que nous avons trouvé un document fort intéressant traitant du mouvement d'une sphère dans une conduite cylindrique.

Ce document, intitulé "Couplage fluide-solide appliqué à l'étude de mouvement d'une sphère libre dans un tube vertical", est le rapport de thèse effectuée par Mr Thibaut Deloze à l'Université de Strasbourg. Nous nous sommes notamment référés au chapitre 7 : Etude d'un écoulement autour d'une sphère en translation uniforme le long d'un tube. Il est disponible en téléchargement libre sur le lien suivant : scd-theses.u-strasbg.fr/2203/

L'aspect intéressant de cette étude est que la vitesse de la sphère est fixée par l'utilisateur, ce qui est proche de notre étude finale qui est l'étude du déplacement du train à une vitesse imposée.

Nous allons ici comparer les résultats obtenus avec notre code par rapport à ceux de cette thèse dans le cadre de l'influence de la distance de la sphère par rapport à la paroi ; en effet, la sphère n'est forcément au centre de la conduite. Remarquons également que le maillage utilisé dans cette thèse contient 2.6 millions de mailles pour une étude en 3 dimensions.

Source : scd-theses.u-strasbg.fr/2203/

Les résultats de cette thèse donnent la valeur des coefficients de traînée et de portance en fonction de la position de la sphère dans la conduite, et ce pour 3 nombre de Reynolds différents : 50, 200 et 250. Le paramètre adimensionnel permettant de rendre compte de cette distance à la paroi est le paramètre L/d sachant que D/d est fixé à 3.3. Ce paramètre varie de 1 à 1.6.