Modeling hyperelasticity in non equilibrium multiphase flows

International audienceThe aim of this article is the construction of a multiphase hyperelastic model. The Eulerian formulation of the hyperelasticity represents a system of 14 conservative partial differential equations submitted to stationary differential constraints. This model is constructed with an elegant approach where the stored energy is given in separable form. The system admits 14 eigenvalues with 7 characteristic eigenfields. The associated Riemann problem is not easy to solve because of the presence of 7 waves. The shear waves are very diffusive when dealing with the full system. In this paper, we use a splitting approach to solve the whole system using 3 subsystems. This method reduces the diffusion of the shear waves while allowing to use a classical approximate Riemann solver. The multiphase model is obtained by adapting the discrete equations method. This approach involves an additional equation governing the evolution of a phase function relative to the presence of a phase in a cell. The system is integrated over a multiphase volume control. Finally, each phase admits its own equations system composed of three subsystems. One and three dimensional test cases are presented

Propositions de méthodes et modèles eulériens pour les problèmes à interfaces entre fluides compressibles en présence de transfert de chaleur

On évalue différentes formulations euleriennes aptes au traitement de problèmes à interfaces entre fluides compressibles. La difficulté dans ce type de problème réside dans le calcul des variables thermodynamiques dans les zones de diffusion numériques produites aux interfaces. En effet, tout schéma eulérien diffuse artificiellement les discontinuités de contact (ou interfaces) et produit donc un mélange artificiel pour lequel la détermina- tion de l'état thermodynamique est difficile. De plus, lorsque l'état thermodynamique est mal déterminé, les méthodes échouent très rapidement en raison de pressions négatives ou d'arguments négatifs dans le calcul de la vitesse du son. Les modèles et les méthodes de résolution qui sont évaluées n'ont jamais été examinées pour le calcul de la température aux interfaces. L'examen des défauts et avantages de ces formulations nous conduit à en rejeter certaines et à en proposer une nouvelle, très efficace. Ce nouveau modèle est accompagné de son schéma numérique. On présente ensuite le traitement des transferts diffusifs aux interfaces, puis un exemple de résolution en deux dimensions d'espace. L'évaluation est effectuée sur une série de problèmes possédant des solutions exactes

Identification du comportement mécanique dynamique de tubes d'aluminium par un essai d'expansion électromagnétique

National audienceLes vitesses de déformation mises en jeu au cours du magnétoformage sont de l'ordre de 102 à 104 s-1. La maîtrise du procédé exige donc la caractérisation des métaux dans ces conditions de déformation. Cet article présente la mise en place d'une démarche d'identification du comportement dynamique basée sur un essai d'expansion de tube instrumenté à l'aide d'un système de mesure de vitesse par interférométrie doppler-laser. Les simulations numériques sont réalisées à l'aide du code LS-Dyna®, et l'analyse inverse est menée grâce à l'interface d'optimisation LS-Opt®. Après une analyse numérique, des résultats d'identification sur tubes d'aluminium 1050-O sont présentés

A global experiment on motivating social distancing during the COVID-19 pandemic

Finding communication strategies that effectively motivate social distancing continues to be a global public health priority during the COVID-19 pandemic. This cross-country, preregistered experiment (n = 25,718 from 89 countries) tested hypotheses concerning generalizable positive and negative outcomes of social distancing messages that promoted personal agency and reflective choices (i.e., an autonomy-supportive message) or were restrictive and shaming (i.e., a controlling message) compared with no message at all. Results partially supported experimental hypotheses in that the controlling message increased controlled motivation (a poorly internalized form of motivation relying on shame, guilt, and fear of social consequences) relative to no message. On the other hand, the autonomy-supportive message lowered feelings of defiance compared with the controlling message, but the controlling message did not differ from receiving no message at all. Unexpectedly, messages did not influence autonomous motivation (a highly internalized form of motivation relying on one’s core values) or behavioral intentions. Results supported hypothesized associations between people’s existing autonomous and controlled motivations and self-reported behavioral intentions to engage in social distancing. Controlled motivation was associated with more defiance and less long-term behavioral intention to engage in social distancing, whereas autonomous motivation was associated with less defiance and more short- and long-term intentions to social distance. Overall, this work highlights the potential harm of using shaming and pressuring language in public health communication, with implications for the current and future global health challenges

Jump relations across shock waves in condensed multiphase flows: a comparison between numerical and analytical solutions

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceOn propose de simuler la propagation d'onde de choc dans les milieux condensés en utilisant un outil de simulation directe. Ces milieux sont mécaniquement caractérisés par une pression et une vitesse unique. Dans cette étude, le mélange est constitué de grains séparés par une interface entre les matériaux : ce problème à interface est résolu par une méthode d'interface diffuse. Les solutions obtenues sont comparées à des résultats expérimentaux et à une nouvelle méthode analytique. La fraction volumique (ou la température par exemple) ne peut pas être mesurée expérimentalement et il est donc important de connaître the comportement d'une quantité phasique grâce à diverses méthodes. Une évolution non monotone de la fraction volumique en fonction de la pression derrière le choc est observé aussi bien avec les méthodes numériques que des solutions analytiques

Comportement de différents modèles théoriques et numériques multiphasiques et compressibles pour les matériaux condensés sous choc

On propose de simuler la propagation d'onde de choc dans les milieux condensés en utilisant un outil de simulation directe. Ces milieux sont mécaniquement caractérisés par une pression et une vitesse unique. Dans cette étude, le mélange est constitué de grains séparés par une interface entre les matériaux : ce problème à interface est résolu par une méthode d'interface diffuse. Les solutions obtenues sont comparées à des résultats expérimentaux et à une nouvelle méthode analytique. La fraction volumique (ou la température par exemple) ne peut pas être mesurée expérimentalement et il est donc important de connaître the comportement d'une quantité phasique grâce à diverses méthodes. Une évolution non monotone de la fraction volumique en fonction de la pression derrière le choc est observé aussi bien avec les méthodes numériques que des solutions analytiques

Modélisation multiphasique d'écoulements et de phénomènes de dispersion issus d'explosion

Ce travail porte sur la modélisation de la formation et la dispersion d'un nuage de gouttes, par déconfinement d'un liquide: agression extérieure ou situation accidentelle. Le but est la construction d'un modèle apte à reproduire simultanément les conditions génératrices de la formation du nuage et l'évolution de ce nuage dans le temps (dispersion). La principale difficulté réside en la différence des modèles adaptés à la description d'écoulements caractérisant chaque étape du phénomène global: modèle d'écoulement multiphasique à phases compressibles (milieux continus) initialement, puis fragmentation et formation du nuage de gouttes dispersées dans une phase porteuse (modèle d'écoulements dilués). En l'absence de modèle analytique unique apte à décrire l'ensemble de ces processus, on propose une approche originale pour réaliser un couplage effectif entre ces deux modèles. La problématique de formation et de dispersion de liquide implique la prise en compte de plusieurs phénomènes physiques: fragmentation, transferts de chaleur et de masse ainsi que la traînée entre les phases. Ces différents phénomènes sont introduits dans le modèle global via des termes d'interactions présents dans les systèmes d'équations. La construction de ce modèle complet à permis la réalisation de calculs décrivant la formation et la dispersion d'un nuage de gouttes pouvant intervenir lors de situations accidentelles sur des sites industriels par exemple.This work focuses on modeling the formation and the dispersion of a cloud of droplets, induced by ejection of a liquid, resulting from an external aggression or an accidental situation. The goal is to build a model able to reproduce simultaneously the conditions which generate the cloud formation and the cloud evolution in time (dispersion). The main difficulty lies in the differences between the already existing models adapted to the description of flows which are able to characterize each stage of the global phenomenon: initially a multiphase flow model with compressible phases (Continuum), then the atomization and the formation of a cloud of droplets dispersed in a carrier phase (dilute flow model). We propose a new approach to achieve an effective coupling between these two models. The problem of the formation and the dispersion of the liquid requires to take into account several physical phenomena: atomization, heat and mass transfers and drag between phases. These phenomena are included in the global model through interaction terms involved in the systems of equations. The construction of this model has permited the realization of calculations describing the formation and dispersion of a cloud of droplets which may occur during, for axample, in accidental situations at industrial sites.AIX-MARSEILLE1-Bib.electronique (130559902) / SudocSudocFranceF

A multiphase irreversible-compaction model for granular-porous materials

An Eulerian, hyperbolic, multiphase-flow model for dynamic and irreversible compaction of porous materials is constructed. A reversible model for elastic, compressible, porous material is derived. Classical homogenization results are obtained. The irreversible model is then derived in accordance with the following basic principles. First, the entropy inequality is satisfied by the model. Second, the stress coming from the elastic energy decreases in time (the material behaves as Maxwell-type materials). The irreversible model admits an equilibrium state corresponding to a Gurson-type limit which varies with the porosity. The sound velocity at the yield limit is smaller than that of the reversible model. Such an embedded model structure ensures a thermodynamically correct formulation of the porous-material model. The usual model used in the detonation community is recovered. The model is then validated on quasi-static loading-unloading experiments with HMX. The ability of the model to capture strong shock propagation in porous material as well as its ability to deal with interface between a fluid and a porous material is demonstrated and validated on Hugoniot curve of aluminium with various porosities for a unique set of empirical parameters

Impact simulation by an Eulerian model for interaction of multiple elastic-plastic solids and fluids

International audienceA multiphase Eulerian formulation for the interaction of visco-plastic compressible solids and compressible fluids is proposed. The plasticity effects in solids are described by relaxation terms in the governing equations which are compatible with the Von Mises yield criterion. The visco-plastic model is validated on available experimental data in a range of the impact velocity : a high velocity symmetric rod-on-rod impact experiments, as well as low velocity impacts of jelly-like materials. A good agreement between numerical and experimental results is found

Experimental and numerical investigation of weak blast wave interaction with a three levels building

International audienceThe present work shows that weak blast waves that are considered as being harmless can turn to become fatal upon their reflections from walls and corners inside a penetrated building. In the experimental part, weak blast waves were generated by using an open-end shock tube. A three level building model was placed in vicinity to the open-end of the used shock tube. The evolved wave pattern inside the building rooms was recorded by a sequence of schlieren photographs; also pressure histories were recorded on the rooms' walls. In addition, numerical simulations of the evolved flow field inside the building was conducted. The good agreement obtained between numerical and experimental results allows running the used code for identifying safety and dangerous places inside the building rooms penetrated by the weak blast wave