Modélisation continue de la vidange d'un silo granulaire
Résumé
La matière granulaire est bien connue pour sa capacité à s’écouler comme un fluide visqueux ou à résister au cisaillement comme un solide, passant d’un état à l’autre sur une distance de quelques diamètres de grains seulement. Ces propriétés rhéologiques complexes sont peut-être illustrées le mieux lors de la vidange d’un silo, pendant laquelle écoulement rapide, cisaillement lent et équilibre statique co-existent à chaque instant. Cela fait du silo une configuration redoutable pour tester la modélisation continue de la matière granulaire. Dans cette contribution, nous implémentons une rhéologie plastique (la loi “mu(I)”) dans un solveur Navier-Stokes en 2D, et simulons la décharge d’un silo granulaire continu, du début à la fin de la vidange. Ce faisant, nous retrouvons un comportement en accord avec l’observation expérimentale. En nous attachant au rôle du seuil de contrainte plastique dans les propriétés de l’écoulement, nous discutons de la différence entre vidange de matière granulaire et celle d’un fluide visqueux. Les points forts et les faiblesses du modèle continu sont discutés à la lumière de simulations numériques discrètes.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte