Simulations numériques de l'écoulement de béton chargé de fibres

Abstract

Ce travail propose une approche multi-domaine pour modéliser l'écoulement d'un fluide complexe (un fluide de Bingham). Une attention plus particulière est portée à l'interface liquide-air et à l'orientation des fibres. Les applications concernent l'ajout de tiges de métal au béton liquide afin d'améliorer les propriétés mécaniques des poutrelles. La principale différence par rapport aux procédés classiques d'injection de polymères chargés est la prise en compte de la gravité et des effets d'inertie ainsi que la taille de l'interface liquide-air. Le champ de vitesse est calculé par une méthode classique éléments finis tandis que l'évolution du tenseur orientation est résolue par une méthode espace temps Galerkin discontinue. Une méthode spécifique a été développée pour calculer correctement le déplacement de l'interface. Pour cela, on propose une nouvelle formulation de la méthode "Level Set" qui régularise automatiquement le gradient de la fonction distance autour de l'interface.