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Mécanique appliquée

Les particules sortent leurs griffes !

Afin d'être en mesure de modéliser de manière satisfaisante le comportement global des écoulements fluide/particules à l’échelle macro, IFPEN développe des codes de calcul 3D massivement parallèles pour décrire précisément, à l'échelle micro, les interactions entre les particules et le fluide porteur.

Du transport de sable dans les conduites de production aux lits fluidisés dans les réacteurs catalytiques, les écoulements fluide/particules sont présents dans un grand nombre d'applications étudiées par IFPEN. Leur importance scientifique, industrielle et économique rend leur compréhension essentielle.

Leur étude est délicate en raison de l’amplitude d’échelle considérée, du grain de sable au pipeline de plusieurs centaines de kilomètres, ou du grain de catalyseur au réacteur de craquage catalytique en lit fluidisé de plusieurs mètres. Il est donc primordial de décrire précisément les interactions entre les particules et le fluide porteur à l’échelle micro, afin d’être en mesure de modéliser de manière satisfaisante le comportement global à l’échelle macro.

Depuis plusieurs années, IFPEN développe des codes de calcul 3D massivement parallèles pour simuler directement cette échelle micro : GRAINS3D pour les collisions interparticules et  PeliGRIFF pour le couplage hydro-dynamique. Utilisés sur de puissants supercalculteurs, ces codes permettent de modéliser jusqu’à 100 000 particules couplées avec un fluide et plusieurs millions en granulaire sec.

Le développement de PeliGRIFF s'intègre dans une approche de simulation multi-échelle. Les prochains travaux se concentreront sur les méthodes d'intégration des résultats pour le changement d’échelle.

Remise en suspension de 500 catalyseurs sphériques par convection naturelle : évolution temporelle de la température.

 

Contact scientifique : guillaume.vinay@ifpen.fr 

Article paru dans Science@ifpen n° 7 - Mai 2011

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Publications

  • A. Wachs, A DEM-DLM/FD method for direct numerical simulation of particulate flows: Sedimentation of polygonal isometric particles in a Newtonian fluid with collisions. Computers & Fluids, 38(8), 1608–1628, 2009.
     >> DOI:10.1016/j.compfluid.2009.01.005
  • G. Vinay, A. Wachs, V. Hergault, DNS of particulate flows with collisions using a parallel DEM-DLM/FD method: PelIGRIFF, Vth European Conference on Computational Fluid Dynamics, ECCOMAS CFD 2010, Lisbon, Portugal.

Voir aussi
 + www.peligriff.com

 


 

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