Article

A new cavitation model in lubrication: the case of two-zone cavitation

Journal of Engineering Mathematics, 2013 : (lien)

Thèse

Optimisation des états de surface et nouveau modèle de cavitation pour un écoulement lubrifié

INSA-Lyon, 2012 : (pdf)
Résumé :
Cette thèse est consacrée à la modélisation et à la simulation de l'ensemble PISTON/SEGMENT/CHEMISE, d'un moteur thermique. Dans un moteur, le piston muni de segments est en mouvement relatif dans la chemise. Ce système est lubrifié par projection d'huile, les segments et la surface de la chemise “contrôlent” la quantité de lubrifiant restant sur la paroi.
Pour modéliser ce phénomène, le modèle conservatif parabolique-hyperbolique d'Elrod-Adams (P − θ), prenant en compte la cavitation (présence de gaz dans le fluide, aspect multiphasique de l'écoulement), est couplé à un modèle de contact, celui de Greenwood-Tripp (basé sur une approche statistique de la surface). En se restreignant a l'écoulement et au contact, nous négligeons beaucoup de phénomènes physiques pouvant intervenir comme le grippage ou les effets thermiques.
Dans une première partie, les phénomènes mécaniques sont étudiées, de la réalisation de la surface des chemises à la modélisation de la physique de la lubrification du contact segment/chemise. Cette étude expose les simplifications effectuées et le choix des conditions aux limites pour la prise en compte de la cavitation en tant que problème a frontière libre, au niveau du débit d'entrée pour simuler un fonctionnement “normal”.
Dans une deuxième partie, la mise en oeuvre et la modification de l'algorithme “classique” pour des surfaces mesurées sont d'écrites en détail. Nous présentons les performances simulées de différentes surfaces, et nous les comparons à des essais effectués par Renault.
Dans une troisième partie, des modifications sont introduites au modèle (P − θ) utilisé précédemment afin de rendre l'écoulement cohérent avec le modèle de Navier-Stokes.Bien que ce nouveau problème puisse être posé en dimension 2, l'étude mathématique ne concerne que la dimension une. On se ramène a un système dynamique dont les inconnues sont les frontières libres. L'unicité de la solution impose l'introduction d’un paramètre artificiel. Le comportement local et/ou global en temps est déterminé par les paramètres géométriques et les conditions aux limites. L'introduction de deux paramètres supplémentaires permet de démontrer l'existence et l'unicité de la solution.
Dans une dernière partie, nous comparons le modèle de cavitation proposé avec le modèle P − θ.
Présentation de soutenance -- 13 juin 2012 ( pdf )

Proceedings

Surface optimization and new cavitation model for lubricated flow

ESAIM -- Proceedings 2013 : (pdf)
Résumé :
Le système piston/chemise/segment est le siège d’une partie importante des pertes en frottement du moteur (de l’ordre de 7% de l’énergie fournie par le moteur). Une des pistes étudiées pour diminuer ces frottements consiste à introduire des rugosités à la surface de la chemise. Ces rugosités servent localement de réservoir au lubrifiant et permettent de limiter les contacts entre les segments et la chemise et donc de diminuer le frottement. Un des buts de notre travail était d’optimiser ces rugosités de surface en modélisant le système segment/chemise en présence de lubrifiant.

ComPASS : a tool for distributed parallel finite volume discretizations on general unstructured polyhedral meshes

Luminy -- CEMRACS 2012 : (pdf)
Résumé :
The objective of the ComPASS project is to develop a parallel multiphase Darcy flow simulator adapted to general unstructured polyhedral meshes (in a general sense with possibly non planar faces) and to the parallelization of advanced finite volume discretizations with various choices of the degrees of freedom such as cell centres, vertices, or face centres. The main targeted applications are the simulation of CO2 geological storage, nuclear waste repository and reservoir simulations. The CEMRACS 2012 summer school devoted to high performance computing has been an ideal framework to start this collaborative project. This paper describes what has been achieved during the four weeks of the CEMRACS project which has been focusing on the implementation of basic features of the code such as the distributed unstructured polyhedral mesh, the synchronization of the degrees of freedom, and the connection to scientific libraries including the partitioner METIS, the visualization tool PARAVIEW, and the parallel linear solver library PETSc. The parallel efficiency of this first version of the ComPASS code has been validated on a toy parabolic problem using the Vertex Approximate Gradient finite volume spacial discretization with both cell and vertex degrees of freedom, combined with an Euler implicit time integration.

Semaine d'Etude Mathématiques et Entreprises 2 : Analyse de grands volumes de données en grande dimension

Lyon, 2011 : (pdf)
Résumé :
Le problème considéré ici provient de l'analyse de journaux d’événements informatiques. Ces journaux constituent des jeux de données en grande dimension, qui peuvent contenir de l'information sur d'éventuelles attaques contre un réseau. Comment rechercher des événements extraordinaires dans ces journaux et comment visualiser les données?

Rapport et travaux avant le doctorat