Treffer: Homogénéisation stochastique d'écoulements transverses en régimes saturé et transitoire pour la modélisation des procédés d'élaboration de composites

Direct elaboration processes of composite materials, such as LCM processes, induce transient twophase flows within multi-scale fibrous media. Based on stabilized finite element simulations of such flows at the fibre scale, statistical descriptions of the responses of randomly generated representative volume elements are proposed. For modelling resin infusion at the preform scale, upscaled properties are identified through data science analyses. With this objective of homogenization, this work addresses in particular the influence of boundary conditions, the resultant of capillary effects, and the flow dynamics in both fully and partially saturated regimes. An explicit stochastic permeability is first proposed for stationary regimes. Then, capillary pressures and local saturation dynamics are identified for transient two-phase flows with surface tension effects. The characteristic quantities of these flows are also identified for the 2 flow regimes, and specifically the characteristic lengths, i.e. the limits of application of homogenization.
Les procédés d'élaboration directe de matériaux composites, tels que les procédés dits « par voir liquide » (LCM), induisent des écoulements biphasiques transitoires dans des milieux fibreux multi-échelles. Sur la base de simulations par éléments finis stabilisés de ces écoulements à l'échelle des fibres, des descriptions statistiques des réponses d'éléments de volume représentatif générés de manière aléatoire sont proposées. Pour modéliser l'infusion de résine à l'échelle de la préforme, les propriétés à l'échelle du milieu homogène équivalent sont identifiées par des analyses des données à l’aide de processus gaussiens anisotropes. Ce travail aborde en particulier l'influence des conditions à l’interface fluide-fibres, la résultante des effets capillaires et la dynamique de l'écoulement dans les régimes totalement et partiellement saturés. Une perméabilité stochastique explicite est d'abord proposée pour les régimes stationnaires. Ensuite, les pressions capillaires et la dynamique de saturation locale sont identifiées pour les écoulements biphasiques transitoires avec des effets de tension superficielle. Les grandeurs caractéristiques de ces écoulements sont également identifiées pour les 2 régimes d’écoulement, et plus spécifiquement les longueurs caractéristiques, i.e. les limites d’application de l’homogénéisation.