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AbstractAbstract
[en] The objective of this research thesis is to develop one or more methods for the numerical resolution of equations of movement obtained for a Bingham fluid. The resolution of Navier-Stokes equations is processed by splitting elliptic and hyperbolic operators (Galerkin transport). In this purpose, the author first studied the Stokes problem, and then addressed issues of stability and consistency of the global scheme. The variational formulation of the Stokes problem can be expressed under the form of a minimisation problem under the constraint of non linear and non differentiable functions. Then, the author proposes a discretization of the Stokes problem based on a hybrid finite element method. Then he extends the demonstrations of stability and consistency of the Galerkin-transport scheme which have been established for a Newtonian fluid, to the case of a Bingham fluid. A relaxation algorithm and a Newton-GMRES algorithm are developed to solve the problem, and their convergence is studied. To ensure this convergence, some constraints must be verified. In order to do so, a specific speed element has been developed
[fr]
L'objectif de cette these est de developper une ou des methodes permettant de resoudre numeriquement les equations de mouvement obtenues pour un fluide de Bingham. La resolution des equations de Navier-Stokes est traitee par scission des operateurs en partie elliptique et hyperbolique (transport-Galerkin): nous avons etudie dans un premier temps le probleme de Stokes, et ensuite aborde les problemes de stabilite et consistance du schema global. La formulation variationnelle du probleme de Stokes peut se mettre sous la forme d'un probleme de minimisation sous contrainte d'une fonctionnelle non lineaire et non differentiable. Ce probleme est equivalent a un probleme de point selle de Lagrangien augmente. Nous demontrons alors l'existence de la solution des problemes consideres par deux methodes differentes. Ensuite, nous proposons une discretisation du probleme de Stokes, basee sur une methode aux elements finis mixtes; des majorations d'erreur sont demontrees. Nous avons ensuite etendu les demonstrations de stabilite et de consistance du schema de transport-Galerkin, etablies pour un fluide Newtonien, au cas d'un fluide de Bingham. La resolution du probleme de point selle nous conduit a resoudre un systeme d'equations non-lineaires. Pour ce faire, nous avons developpe deux algorithmes de relaxation et un algorithme de Newton-GMRES et etudie la convergence des algorithmes de relaxation. Un certain nombre de contraintes doivent etre verifiees pour assurer que les algorithmes construits convergent. Ces contraintes nous ont amenees a construire un element de vitesse particulier. Nous avons alors demontre que cet element verifiait la condition inf-sup. Nous avons ensuite, pour trois cas-tests differents, valide les resultats, etudie l'influence des parametres d'augmentation et evalue la performance des algorithmes de resolution et des differents types d'elements finis. (auteur)Original Title
Methodes de Lagrangien augmente pour la resolution des equations de Navier-Stockes dans le cas d'ecoulements de fluide de Bingham
Primary Subject
Secondary Subject
Source
3 Mar 1999; 200 p; 72 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; These Docteur de l'Universite de Franche-Comte, Specialite: Mathematiques et Applications
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
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INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue