Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques, turbulents au sein des réacteurs chimiques PDF Download

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Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques, turbulents au sein des réacteurs chimiques

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques, turbulents au sein des réacteurs chimiques PDF Author: CHAFIA.. BABA AISSA
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 219

Book Description
Les colonnes à bulles offrent un domaine d'application aux propriétés de mélange par agitation des bulles. La construction de ce type de réacteurs est relativement simple, en revanche, la structure des écoulements est très complexe et demeure une contrainte rendant leur dimensionnement problématique avec leur corollaire de sur ou sous dimensionnement entrainant des pertes de rendement, de réactifs introduits dans le réacteur. C’est la raison pour laquelle les méthodes traditionnelles utilisées en génie chimique semblent de plus en plus supplées par une approche qui s'appuie sur la mécanique des fluides numérique pour explorer localement la structure des écoulements. L’approche lagrangienne et l'approche eulérienne sont les deux méthodes utilisées. La méthode lagrangienne considère la phase continue au moyen du modèle exact de Navier Stokes diphasique, alors que la phase dispersée est décrite au moyen de sa trajectoire. Le couplage des deux phases s'effectue par les forces d'interaction au niveau de l'interface. L’approche eulérienne considère chaque phase par un système d'équations de Navier Stokes, le terme source relatif aux interactions au niveau de l'interface sert à coupler les deux phases. Le but que nous nous proposons d'atteindre est une certaine maitrise de la simulation numérique des écoulements au sein des réacteurs diphasiques à bulles. Pour ce faire les simulations sont comparées avec les résultats publiés. Deux cas tests sont proposés pour montrer la capacité du code utilisé à donner des résultats à des conditions différentes de distribution des bulles. Distribution sur toute la colonne, et distribution partielle de gaz. Nous considérons trois types de réacteurs. Le premier est une colonne à bulle de grand diamètre dont les résultats obtenus sont comparés avec les travaux portant sur la simulation numérique utilisant le modèle lagrangien. L’analyse comparative concerne les deux types de modèles. Le deuxième réacteur est une colonne à bulle dont le rapport hauteur sur diamètre est supérieur à dix. Les résultats sont comparés avec les mesures expérimentales, essentiellement la vélocimétrie à film chaud. Dans une troisieme série de simulations nous avons considéré un réacteur du type gazosiphon utilisé. Le but de l'approche est de comparer le code que nous avons utilisé avec un autre type de code de mécanique des fluides numérique. Les efforts pour assurer le succès de cette approche doivent porter sur la modélisation mathématique des phénomènes de coalescence et de fragmentation des bulles et leur introduction au sein du modèle.

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques, turbulents au sein des réacteurs chimiques

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques, turbulents au sein des réacteurs chimiques PDF Author: CHAFIA.. BABA AISSA
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 219

Book Description
Les colonnes à bulles offrent un domaine d'application aux propriétés de mélange par agitation des bulles. La construction de ce type de réacteurs est relativement simple, en revanche, la structure des écoulements est très complexe et demeure une contrainte rendant leur dimensionnement problématique avec leur corollaire de sur ou sous dimensionnement entrainant des pertes de rendement, de réactifs introduits dans le réacteur. C’est la raison pour laquelle les méthodes traditionnelles utilisées en génie chimique semblent de plus en plus supplées par une approche qui s'appuie sur la mécanique des fluides numérique pour explorer localement la structure des écoulements. L’approche lagrangienne et l'approche eulérienne sont les deux méthodes utilisées. La méthode lagrangienne considère la phase continue au moyen du modèle exact de Navier Stokes diphasique, alors que la phase dispersée est décrite au moyen de sa trajectoire. Le couplage des deux phases s'effectue par les forces d'interaction au niveau de l'interface. L’approche eulérienne considère chaque phase par un système d'équations de Navier Stokes, le terme source relatif aux interactions au niveau de l'interface sert à coupler les deux phases. Le but que nous nous proposons d'atteindre est une certaine maitrise de la simulation numérique des écoulements au sein des réacteurs diphasiques à bulles. Pour ce faire les simulations sont comparées avec les résultats publiés. Deux cas tests sont proposés pour montrer la capacité du code utilisé à donner des résultats à des conditions différentes de distribution des bulles. Distribution sur toute la colonne, et distribution partielle de gaz. Nous considérons trois types de réacteurs. Le premier est une colonne à bulle de grand diamètre dont les résultats obtenus sont comparés avec les travaux portant sur la simulation numérique utilisant le modèle lagrangien. L’analyse comparative concerne les deux types de modèles. Le deuxième réacteur est une colonne à bulle dont le rapport hauteur sur diamètre est supérieur à dix. Les résultats sont comparés avec les mesures expérimentales, essentiellement la vélocimétrie à film chaud. Dans une troisieme série de simulations nous avons considéré un réacteur du type gazosiphon utilisé. Le but de l'approche est de comparer le code que nous avons utilisé avec un autre type de code de mécanique des fluides numérique. Les efforts pour assurer le succès de cette approche doivent porter sur la modélisation mathématique des phénomènes de coalescence et de fragmentation des bulles et leur introduction au sein du modèle.

MODELISATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DIPHASIQUES A BULLES DANS DES REACTEURS CHIMIQUES

MODELISATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DIPHASIQUES A BULLES DANS DES REACTEURS CHIMIQUES PDF Author: Baotuan Huang
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 10

Book Description
UNE METHODE NUMERIQUE DE VOLUMES FINIS A ELEMENTS QUADRILATERES QUELCONQUES A ETE MISE AU POINT POUR RESOUDRE LE SYSTEME DES EQUATIONS MOYENNEES (MODELE A DEUX FLUIDES) DECRIVANT UN ECOULEMENT A BULLES EAU-AIR. ELLE PERMET DE TRAITER DES CONFIGURATIONS BIDIMENSIONNELLES OU AXISYMETRIQUES, EN REGIME INSTATIONNAIRE. EN OUTRE, UNE METHODE PERMETTANT DE CALCULER NUMERIQUEMENT LA DISTRIBUTION DU TEMPS DE SEJOUR D'UN REACTEUR CHIMIQUE SERA PRESENTEE. LES PHENOMENES TURBULENTS SONT MODELISES PAR UN MODELE CAPABLE DE DECRIRE SIMULTANEMENT DES TURBULENCES INTRINSEQUES ET DES PSEUDO-TURBULENCES. LES EFFETS DE COALESCENCE ET DE FRAGMENTATION DES BULLES SONT PREDITS A PARTIR D'UNE EQUATION DE RELAXATION PROPOSEE PAR COOK ET HARLOW. DIFFERENTES LOIS DE FERMETURE CONCERNANT LES TERMES DE TRAINEE, DE MASSE AJOUTEE, DE PORTANCE ET DE DESEQUILIBRE EN PRESSION SERONT PRESENTEES. LE SCHEMA NUMERIQUE UTILISE EST SEMI-IMPLICITE SEMBLABLE AU SCHEMA DE ICED-ALE. LE CALCUL SUR UN PAS DE TEMPS SE DEROULE EN DEUX ETAPES ESSENTIELLES. LA PREMIERE CONSISTE A RESOUDRE LES EQUATIONS DU MOUVEMENT PAR UNE PROCEDURE LAGRANGIENNE, LA SECONDE A REPLACER LES NUDS A LEUR EMPLACEMENT INITIAL A PARTIR DES BILANS PAR MAILLE DE TOUTES LES QUANTITES CALCULEES. ON PRESENTERA DES RESULTATS NUMERIQUES ET DES COMPARAISONS D'UNE PART SUR DES ECOULEMENTS MODELES MONOPHASIQUES ET DIPHASIQUES (CAVITE REGULARISEE, ECOULEMENT A MARCHE, CANAL OBSTRUE, ETC.), D'AUTRE PART SUR UN REACTEUR CHIMIQUE INDUSTRIEL A GEOMETRIE COMPLEXE

Modélisation et simulation des écoulements réactifs turbulents

Modélisation et simulation des écoulements réactifs turbulents PDF Author: Élise Fournier
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Languages : fr
Pages : 239

Book Description
[Résumé en français] La simulation numérique de réacteurs industriels promet de devenir un outil précieux aidant à prospecter de nouvelles technologies de mélange, à dimensionner et à optimiser les conditions de fonctionnement du réacteur. Ces calculs deviennent difficiles dans le cas de réactions rapides (polymérisations anioniques, précipitations) où existe un fort couplage entre la réaction chimique et le mélange. Ce travail de thèse a pour but d'évaluer et de valider la simulation d'écoulements réactifs pour des applications de génie chimique avec une méthode que nous avons choisie pour sa capacité à tenir compte des interactions entre processus de mélange turbulent et réactions chimiques rapides. La méthode sélectionnée est une méthode basée sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes en milieu turbulent et l'équation de transport de la fonction de densité de probabilité jointe de la composition (PDF) à l'aide d'un algorithme de Monte-Carlo. L'évaluation s'est faite sur un réacteur de précipitation semi-batch de type Taylor-Couette. Chaque étape du calcul a été validée expérimentalement. Au terme de ce travail, il a été montré que l'emploi de ce type d'approche pour le calcul d'un réacteur industriel est hasardeux et délicat. Il demande une validation de l'écoulement, le calage de 2 constantes de modélisation et la connaissance précise des cinétiques de réaction. Enfin, l'utilisation d'un algorithme de type Monte-Carlo engendre un bruit numérique qui selon le type d'écoulement peut nuire à la fiabilité des résultats. Le cas traité n'a pas donné des résultats totalement conformes à l'expérience. La méthode numérique utilisée n'est pas pour autant remise en question car le cas traité était par nature délicat

Modélisation d'écoulements à l'intérieur de chambres de combustion par assemblage de réacteurs chimiques élémentaires

Modélisation d'écoulements à l'intérieur de chambres de combustion par assemblage de réacteurs chimiques élémentaires PDF Author:
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Languages : fr
Pages : 229

Book Description
L'ECOULEMENT TURBULENT A L'INTERIEUR D'UNE CHAMBRE DE COMBUSTION EST MODELISE PAR UN ASSEMBLAGE DE REACTEURS CHIMIQUES ELEMENTAIRES. A CETTE MODELISATION IL PEUT ETRE ASSOCIE UN PROGRAMME DE CINETIQUE CHIMIQUE PERMETTANT D'OBTENIR LES PERFORMANCES GLOBALES (RENDEMENT, PLAGES DE STABILITE) DE LA CHAMBRE ETUDIEE. CE DERNIER POINT N'EST PAS TRAITE ICI. DANS LA PREMIERE PARTIE, LES GRANDEURS MOYENNES DE L'ECOULEMENT SONT ISSUES DE LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES. L'UTILISATION D'UN TRACEUR NUMERIQUE ET LE DEVELOPPEMENT DE NOUVELLES TECHNIQUES D'IDENTIFICATION PERMETTENT UNE MODELISATION DE L'ECOULEMENT PAR UN ASSEMBLAGE DE REACTEURS ELEMENTAIRES. CETTE APPROCHE A ETE VALIDEE SUR TROIS GEOMETRIES DIFFERENTES: 2D PLANE, 2D AXISYMETRIQUE, ET 3D. DANS LA DEUXIEME PARTIE, L'ECOULEMENT EST CALCULE EN EFFECTUANT UNE SIMULATION DE TYPE L.E.S. LA GEOMETRIE ETUDIEE EST UNE MARCHE DESCENDANTE. LA MODELISATION OBTENUE EST COMPAREE AVEC CELLE ISSUE D'UN CALCUL STATIONNAIRE (PREMIERE PARTIE).

MODELISATION DE LA TURBULENCE POUR LES ECOULEMENTS DIPHASIQUES

MODELISATION DE LA TURBULENCE POUR LES ECOULEMENTS DIPHASIQUES PDF Author: Georges Stamatakis
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Languages : fr
Pages : 205

Book Description
DANS LE CADRE DE LA CONCEPTION DES COEURS DE REACTEURS NUCLEAIRES, DES OUTILS DE SIMULATIONS NUMERIQUES DES ECOULEMENTS INTERNES SONT CONTINUELLEMENT DEVELOPPES. CES ECOULEMENTS SONT DIPHASIQUES DU FAIT DE L'EBULLITION NUCLEEE ET TURBULENTS A CAUSE DE LA PRESENCE D'OBSTACLES TELS QUE LES GRILLES DE MELANGES. LES MECANISMES PHYSIQUES REGISSANT LES INTERACTIONS ENTRE LA TURBULENCE D'UN ECOULEMENT ET SON CARACTERE DIPHASIQUE DEFIENT ENCORE, EN PARTIE, LA SIMULATION NUMERIQUE. AFIN DE MODELISER LA TURBULENCE DES ECOULEMENTS DIPHASIQUES, L'APPROCHE DE LA TURBULENCE MONOPHASIQUE A ETE SUPERPOSEE A L'APPROCHE DES ECOULEMENTS DIPHASIQUES. L'INTERET DE CETTE APPROCHE EST DE POUVOIR TENIR COMPTE DE DEUX PHENOMENES DE TURBULENCE : LA PSEUDO-TURBULENCE INDUITE PAR LE MOUVEMENT RELATIF ENTRE LES DEUX PHASES ET LA TURBULENCE MACROSCOPIQUE INDUITE PAR LA GEOMETRIE DU SYSTEME. CES DEUX PHENOMENES SONT ETUDIES A L'AIDE DES NOTIONS DE VITESSE DE DISPERSION ET VITESSE RELATIVE ENTRE PHASES. LA VITESSE DE DISPERSION REPRESENTE L'INTERACTION ENTRE LA DISTRIBUTION DU TAUX DE VIDE ET LE MOUVEMENT TURBULENT MACROSCOPIQUE. LA VITESSE RELATIVE REPRESENTE, QUANT A ELLE, LA PSEUDO-TURBULENCE MAIS CONSTITUE AUSSI UN LIEN ETROIT ENTRE CETTE PSEUDO-TURBULENCE ET LA TURBULENCE MACROSCOPIQUE. DE PLUS, A L'INSTAR DE LA VISCOSITE TURBULENTE OU DES TERMES DE FERMETURE DU MODELE BI-FLUIDE, LA NOTION DE VITESSE DE DISPERSION PEUT ETRE UN MOYEN POUR STABILISER LA RESOLUTION NUMERIQUE DE SYSTEMES DIPHASIQUES TURBULENTS.

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques par une approche bifluide à deux pressions

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques par une approche bifluide à deux pressions PDF Author: Vincent Guillemaud
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Category :
Languages : fr
Pages : 263

Book Description
Dans ce mémoire de thèse, on s'intéresse à la simulation des écoulements liquidevapeur en transition de phase. Pour décrire ces écoulements, une approche bifluide moyennée à deux pressions indépendantes est retenue. Cette description du mélange liquide-vapeur s'appuie sur le modèle à sept équations de Baer et Nunziato. On étudie les aptitudes de cette modélisation à simuler les transitions de phase apparaissant en ingénierie nucléaire. Dans un premier temps, on élabore un cadre thermodynamique théorique pour décrire les écoulements liquide-vapeur. Dans ce cadre, on réalise la fermeture du modèle de Baer et Nunziato. De nouvelles modélisations sont proposées pour les termes d'interaction entre les phases. Ces nouvelles modélisations dotent le modèle bifluide à deux pressions d'une inégalité d'entropie. On étudie ensuite les propriétés mathématiques de ce modèle. Sa partie convective hyperbolique se présente sous une forme non-conservative. On étudie tout d'abord la définition de ses solutions faibles. Divers régimes d'écoulement sont alors mis à jour pour le mélange diphasique. Ces différents régimes d'écoulement présentent des analogies avec le comportement fluvial et torrentiel des écoulements en rivière. Les stabilités linéaire et non-linéaire de l'équilibre liquidevapeur sont ensuite établies. Pour affiner notre description des interactions diphasiques, on étudie pour finir l'implémentation d'un modèle de turbulence, ainsi que l'implémentation d'une procédure de reconstruction pour la densité d'aire interfaciale. On s'intéresse ensuite à la simulation de ce modèle. Suivant une approche à pas fractionnaires, une méthode numérique est élaborée dans un formalisme Volumes Finis. Pour réaliser l'approximation de la partie convective, diverses adaptations non-conservatives de solveurs de Riemann standard sont tout d'abord proposées. A l'inverse du cadre non-conservatif classique, l'ensemble de ces schémas converge vers une unique solution. Un nouveau schéma de relaxation est ensuite proposé pour approcher la dynamique des transferts interfaciaux. L'ensemble de la méthode numérique se caractérise alors par la préservation des équilibres liquide-vapeur. Dans un premier temps, cette méthode numérique est employée à la comparaison des différentes modélisations bifluides à une et deux pressions. On l'applique ensuite à la simulation des écoulements liquide-vapeur dans les circuits hydrauliques des réacteurs à eau sous pression en configuration accidentelle.

Modélisation du comportement de la phase liquide dans les chambres de combustion de statoréacteurs

Modélisation du comportement de la phase liquide dans les chambres de combustion de statoréacteurs PDF Author: Dominique Bissières
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Category :
Languages : fr
Pages : 234

Book Description
La modélisation et la simulation numérique du comportement de la phase liquide dans les chambres de combustion de statoréacteurs constituent un enjeu industriel majeur pour le développement des missiles modernes. L'objectif de cette thèse est d'améliorer la précision des résultats de simulation par la prise en compte de la phase liquide. Deux approches complémentaires ont été abordées : une approche locale, correspondant à une étude détaillée de la chambre, et une approche globale, reposant sur l'identification de zones macroscopiques de l'écoulement. Dans le cadre de l'approche locale, la méthode Euler-Lagrange a été utilisée. Des modèles physiques détaillés correspondants aux phénomènes prépondérants relatifs à la phase liquide ont été développés et validés. La dispersion turbulente, l'évaporation, et l'interaction goutte-paroi ont été étudiés. Une attention particulière a été portée à la prise en compte des interactions entre phases, l'influence des gouttes sur l'écoulement gazeux pouvant être très importante. Les résultats qui ont été obtenus sur les différentes configurations étudiées ont montré la capacité du code de simulation à calculer de manière réaliste un écoulement diphasique. De plus, son utilisation dans un contexte industriel a donné des résultats très encourageants. L'approche globale a été abordée en fin de thèse, elle consiste à modéliser l'écoulement réactif par un assemblage de réacteurs chimiques élémentaires, la combustion étant ensuite calculée à l'aide d'une cinétique chimique globale. La détermination de l'assemblage est une des étapes principales. Une analyse poussée des différentes évolutions nécessaires pour améliorer cette étape (et son automatisation) a été réalisée.

Modélisation et simulation d'écoulements turbulents cavitants avec un modèle de transport de taux de vide

Modélisation et simulation d'écoulements turbulents cavitants avec un modèle de transport de taux de vide PDF Author: Boris Charrière
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Category :
Languages : fr
Pages : 0

Book Description
La simulation numérique des écoulements turbulents cavitants revêt de nombreuses difficultés tant dans la modélisation des phénomènes physiques que dans le développement de méthodes numériques robustes. En effet de tels écoulements sont caractérisés par un changement de phase associé à des gradients de la masse volumique, des variations du nombre de Mach causées par une chute de la vitesse du son, des zones de turbulence diphasique et la présence d'instationnarités.Les travaux de la présente thèse s'inscrivent dans la continuité des études expérimentales et numériques menées au sein du Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI),qui visent à améliorer la compréhension et la modélisation d'écoulements cavitants. Les simulations s'appuient sur un code compressible associé à une technique de pré-contionnement bas-Mach qui permet de traiter les zones incompressibles. Les écoulements diphasiques sont reproduits à l'aide d'un modèle de mélange homogène 1-fluide avec discrétisation implicite en pas de temps dual. Enfin la résolution adopte l'approche moyennée RANS qui couple le système des équations de conservation avec des modèles de turbulence du premier ordre basés sur la notion de viscosité turbulente.Dans les zones diphasiques, le calcul des variables thermodynamiques nécessite l'introduction d'équations d'état. La pression au sein du mélange est ainsi reliée aux grandeurs conservatives soit à partir d'une équation d'état de mélange des gaz raides, soit par une relation sinusoïdale incorporant la fraction volumique de vapeur (le taux de vide). La valeur ajoutée de ces travaux de thèse repose sur l'introduction d'une équation de transport pour le calcul du taux de vide. Celle-ci incorpore un terme source dont le transfert de masse entre les phases est fermé grâce à une hypothèse de proportionnalité à la divergence du champ de vitesse. Outre l'amélioration des phénomènes de convection, de dilatation et de collapse, cette équation supplémentaire permet de relaxer l'équilibre thermodynamique local et d'introduire un état métastable pour la phase vapeur.Les simulations 2D et 3D sont réalisées sur des géométries de type Venturi caractérisées par le développement de poches de cavitation partielle instables. L'objectif consiste à reproduire les instationnarités inhérentes à chaque profil telles que la formation d'un jet rentrant liquide à proximité de la paroi ou la production de nuages de vapeur convectés par l'écoulement principal.Les résultats numériques mettent en avant une variation de la fréquence des instationnarités en fonction du calcul de la vitesse du son en zone de mélange. D'autre part, la prise en compte de déséquilibre de la phase vapeur amplifie les phénomènes de propagation d'ondes de pression générées par le collapse des structures cavitantes et participe à la déstabilisation de la poche. Enfin, l'influence de l'équation de transport de taux de vide est analysée en confrontant les résultats des simulations à ceux obtenus ultérieurement à partir d'un modèle à seulement trois équations de conservation.

MODELISATION D'UN ECOULEMENT GAZ-SOLIDE DANS LE SINGLE HIGH-REVERSED-9 QUOTATION MARKRISERRIGHT SINGLE QUOTATION MARK D'UN REACTEUR CATALYTIQUE

MODELISATION D'UN ECOULEMENT GAZ-SOLIDE DANS LE SINGLE HIGH-REVERSED-9 QUOTATION MARKRISERRIGHT SINGLE QUOTATION MARK D'UN REACTEUR CATALYTIQUE PDF Author: NATHALIE.. GOBEAU
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 134

Book Description
CE TRAVAIL, REALISE AU LABORATOIRE DE MECANIQUE DES FLUIDES ET D'ACOUSTIQUE DE L'ECOLE CENTRALE DE LYON EN COLLABORATION AVEC LE CENTRE DE RECHERCHE D'ELF A SOLAIZE (RHONE), A POUR OBJET L'ETUDE DE LA MODELISATION DE L'ECOULEMENT AU SEIN D'UN SINGLE HIGH-REVERSED-9 QUOTATION MARKRISERRIGHT SINGLE QUOTATION MARK, PARTIE DU REACTEUR CHIMIQUE OU A LIEU LE CRAQUAGE CATALYTIQUE DU PETROLE EN L'ABSENCE DE REACTION CHIMIQUE, A PRESSION ET TEMPERATURE AMBIANTES. EN PREMIER LIEU SONT EXPOSES LES ENJEUX INDUSTRIELS, LES PRINCIPAUX MECANISMES PHYSIQUES PUIS LES DIFFERENTS TYPES DE MODELISATION DES ECOULEMENTS DIPHASIQUES, EN INSISTANT SUR LES MODELES GAZ-SOLIDE A DEUX FLUIDES, PLUS ADAPTES AU CAS D'UN ECOULEMENT RELATIVEMENT DENSE EN PARTICULES ET AUX GEOMETRIES COMPLEXES. UN MODELE EMPIRIQUE ET UN MODELE INSPIRE DE LA THEORIE CINETIQUE DES GAZ FAISANT INTERVENIR UNE TEMPERATURE GRANULAIRE REPRESENTANT L'ENERGIE D'AGITATION DES PARTICULES SONT IMPLANTES DANS LE CODE DE CALCULS COMMERCIAL PHOENICS. DES SIMULATIONS NUMERIQUES SONT REALISEES SUR UN CANAL PLAN, PUIS ANALYSEES. LE MODELE EMPIRIQUE DEPEND DES CONSTANTES ET DE LA GEOMETRIE DU PROBLEME. LE MODELE A TEMPERATURE GRANULAIRE MONTRE UN COMPORTEMENT QUALITATIF SATISFAISANT. TOUTEFOIS L'INTEGRATION DE MECANISMES SUPPLEMENTAIRES TELS QUE LA MODIFICATION DE LA TURBULENCE PAR LES PARTICULES DEVRAIT PERMETTRE D'AMELIORER LES RESULTATS QUANTITATIVEMENT. LE DERNIER CHAPITRE CONCERNE L'ETUDE NUMERIQUE CONSACREE PLUS SPECIFIQUEMENT AUX ROLES ENCORE MAL CONNUS DE LA TURBULENCE ET DES COLLISIONS ENTRE PARTICULES SUR LA DISPERSION DE CELLES-CI. LES STRUCTURES TURBULENTES COHERENTES DANS UN CANAL TRIDIMENSIONNEL VERTICAL SONT RECONSTRUITES A L'AIDE DE LA METHODE P.O.D., SANS TENIR COMPTE DE L'INFLUENCE DES PARTICULES. UN PROGRAMME GERANT LES COLLISIONS A ETE MIS AU POINT POUR LE SUIVI LAGRANGIEN DES PARTICULES. LA DISPERSION DE PAIRES DE PARTICULES SUBISSANT UNE COLLISION EST ETUDIEE ET COMPAREE AU CAS OU LA COLLISION EST NEGLIGEE.

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques

Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques PDF Author: Nicolas Seguin
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Languages : en
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Book Description
On s'intéresse dans ce travail à la simulation des écoulements diphasiques. Différents modèles, tous hyperboliques, sont considérés suivant les configurations étudiées. Dans un premier temps, plusieurs schémas Volumes Finis sont comparés pour l'approximation du modèle HEM (Homogeneous Equilibrium Model), notamment en présence de faibles densités. Ensuite on démontre l'existence et l'unicité de la solution faible entropique d'une loi de conservation scalaire gouvernant l'évolution de la saturation d'un écoulement diphasique dans un milieu poreux. On propose alors deux schémas Volumes Finis tenant compte du caractère résonnant de cette équation. La troisième partie concerne les écoulements en eaux peu profondes et l'approximation des termes sources raides. Une méthode pemettant le maintien d'états au repos ainsi que le recouvrement et l'apparition de zones sèches, est présentée et comparée aux méthodes habituellement utilisées dans l'industrie. Enfin, une classe de modèles hyperboliques non conservatifs se basant sur l'approche bifluide à deux vitesses et deux pressions est proposée. Une étude des solutions discontinues du système convectif permet d'exhiber une classe de fermetures sur la vitesse interfaciale et sur la pression interfaciale, tout en permettant de définir de manière unique les produits non conservatifs. L'approximation se fait à l'aide d'une méthode de "splitting" d'opérateur. On utilise deux schémas Volumes Finis, le schéma de Rusanov et le schéma de Godunov approché VFRoe-ncv pour l'étape de convection. Plusieurs cas tests sont présentés et commentés : tubes à choc, conditions limites de paroi, robinet d'eau, sédimentation