Note publique d'information : Ce travail de thèse porte sur la modélisation et la simulation numérique de la collision
et l'agglomération de particules colloïdales dans un écoulement fluide turbulent par
une nouvelle méthode. Ces particules sont sensibles dans une même mesure aux effets
brownien et turbulent. La première partie du travail concerne la modélisation du phénomène
physique,allant du transport des particules jusqu'à la modélisation des forces d'adhésion
physico-chimiques en passant par l'étape cruciale qui est la détection des interactions
entre les particules (collisions). Cette détection des collisions est dans un premier
temps étudiée par rapport aux algorithmes classiques existants dans la littérature.
Bien que très efficaces dans le cadre de particules soumises à l'agitation turbulente,
les conclusions de cette partie exposent les limites des méthodes existantes en termes
de coûts numériques, pour le traitement d'un ensemble de colloïdes soumis au mouvement
brownien. La seconde partie du travail oriente alors les travaux vers une vision novatrice
du phénomène physique considéré. Le caractère diffusif aléatoire est alors considéré
d'un point de vu stochastique, comme un processus conditionné dans l'espace et dans
le temps. Ainsi, une nouvelle méthode de détection et de traitement des collisions
de particules soumises exclusivement à un mouvement diffusif est présentée et validée,
exposant un gain considérable en termes de coûts numériques. Le potentiel de cette
nouvelle approche est validé et ouvre de nombreuses pistes de réflexion dans l'utilisation
des méthodes stochastiques appliqués à la représentation de la physique
Note publique d'information : Ph.D thesis focuses on modeling and numerical simulation of collision and agglomeration
of colloidal particles in a turbulent flow by using a new method. These particles
are affected by both Brownian and turbulent effects. The first part of the work deals
with current models of the physical phenomenon, from the transport of single particles
to a model for physico-chemical adhesive forces, and points out the critical step
which is the detection of interactions between particles (collisions). This detection
is initially studied by applying classical algorithms existing in the literature.
Although they are very efficient in the context of particles subject to turbulent
agitation, first conclusions show the limitations of these existing methods in terms
of numerical costs, considering the treatment of colloids subject to the Brownian
motion. The second part of this work proposes a new vision of the physical phenomenon
focusing on the random diffusive behaviour. This issue is adressed from a stochastic
point of view as a process conditionned in space and time. Thus, a new method for
the detection and treatment of collisions is presented and validated, which represents
considerable gain in terms of numerical cost. The potential of this new approach is
validated and opens new opportunities for the use of stochastic methods applied to
the representation of physics
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