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Dissertations / Theses on the topic 'Ecoulement diphasique'
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1
Mehel, Amine. "ETUDE EXPERIMENTALE D'UN ECOULEMENT DIPHASIQUE DE TAYLOR COUETTE." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00421255.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse vise à étudier expérimentalement les mécanismes d'interaction entre les structures de la turbulence et une phase dispersée (gaz ou vapeur) dans une expérience de Taylor Couette avec rotation du cylindre intérieur. Cette étude a été réalisée pour des régimes d'écoulement correspondant aux régimes chaotique (Ta=780), faiblement turbulent (Ta=1000) et turbulent (Ta=4500). La phase dispersée sous forme de bulles, de tailles variées, a été introduite soit par ventilation par agitation de la surface libre, soit par injection associée à une mise en dépression de l'installation. L'intrusion de sondes optiques doubles a permis de caractériser l'arrangement de la phase dispersée (localisation des bulles dans l'entrefer) ainsi que le taux de vide, la taille et la vitesse des bulles. Afin de caractériser la dynamique de l'écoulement, des visualisations couplées à des mesures du champ de vitesse par vélocimétrie Laser Doppler ont été effectuées dans l'entrefer. Des comparaisons fines entre la dynamique du liquide en présence de bulles et celle obtenue en écoulement monophasique ont permis de mettre en évidence les interactions et les mécanismes de couplages ou d'échange entre la structure de l'écoulement et la phase dispersée. En ce qui concerne l'arrangement de la phase dispersée, les résultats ont montré que les bulles de taille millimétrique sont en partie capturées par les cellules de Taylor, une cellule sur deux et en partie localisées dans les zones de jet (outflow) près du cylindre intérieur. Les bulles sub-millimétriques sont essentiellement localisées en région de outflow près du cylindre intérieur mais de manière plus diffuse dans l'entrefer. En ce qui concerne les mécanismes d'interaction entre les bulles et la dynamique du champ de vitesse liquide, il a été montré que les bulles localisées au coeur des cellules contribuent à stabiliser l'écoulement par augmentation de la vorticité alors que les bulles localisées en proche paroi du cylindre intérieur (dans la zone de jet) contribuent à développer la turbulence par augmentation du cisaillement dépendant de la taille des bulles. On a observé globalement un gain d'énergie cinétique turbulente en écoulement diphasique de Taylor Couette principalement dû au travail de cisaillement.
2
Roy, Emmanuel. "Ecoulement autour de quelques sphères en régime de sédimentation." Bordeaux 1, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR10531.
Full textAbstract:
Nous visualisons dans cette these la sedimentation de quelques spheres dans le regime de navier-stokes grace a un dispositif experimental nouveau. Nous mettons en evidence les differentes interactions hydrodynamiques particules-fluide, particules-particules et particules-paroi qui apparaissent dans l'ecoulement avec des effets dus a l'inertie du fluide. Celles-ci modifient localement le rearrangement de plusieurs spheres en sedimentation. Notre etude porte sur la mesure du champ des vecteurs-vitesse du fluide autour des spheres dans un ecoulement bidimensionnel entre deux parois paralleles dans un espace confine. La methode utilisee est la visualisation par suivi de trajectoires particulaires et le traitement d'images. L'exploitation des resultats experimentaux est comparee a des calculs numeriques en simulation directe avec une methode par suivi d'interface.
3
Fauquet, Philippe. "Dispositif hyperfrequence pour mesure de densite en ecoulement diphasique transitoire." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066116.
Full textAbstract:
L'objet de la these est la conception d'un dispositif hyperfrequence pour la mesure de la densite d'un ecoulement diphasique transitoire. Il doit pouvoir etre utilise pour caracteriser les ecoulements cryogeniques dans les injecteurs des moteurs de lanceurs spatiaux. La methode experimentale est basee sur la mesure de la frequence de resonance d'une cavite hyperfrequence traversee axialement par le fluide etudie ce qui nous permet de connaitre l'evolution de la densite moyenne et du debit total en sortie d'injecteur. Cette methode a ete testee sur des echantillons solides pour lesquels nous avons verifie la fraction volumique des differents constituants, ainsi que sur des ecoulements fluides diphasiques bien definis (ecoulements a bulles, obtenus en generant des bulles d'air en bas d'une colonne verticale du cyclohexane au repos avec differents debits de gaz). Pour relier la frequence de resonance a la densite moyenne du milieu, nous avons introduit une permittivite dielectrique effective #e#f#f, definie comme etant la permittivite dielectrique d'un milieu homogene equivalent. Si la relation entre la frequence de resonance et #e#f#f est simple, la relation entre #e#f#f et la fraction volumique, doit prendre en consideration la configuration spatiale du milieu diphasique; pour une meme fraction volumique, #e#f#f dependant de la maniere dont sont reparties les phases dans le volume de mesure. En etudiant des configurations a periodicites radiales et axiales, nous avons montre qu'en absence de periodicite radiale, il existait une relation simple entre #e#f#f et fraction volumique, quasi independante de la configuration de phases. Ainsi, une relation entre frequence de resonance et fraction volumique, a pu etre etablie, en principe valable pour tout type d'ecoulements autres que annulaire. La mesure de densite moyenne, associee a une mesure de force d'impact du jet de sortie, a permis de mesurer les debits en regime transitoire. Cette methode a ete testee sur un banc delivrant de l'azote liquide diphasique. Apres avoir ete validee, cette methode de densite moyenne et de debit massique, a ete exploitee pour suivre l'evolution dans le temps, de la densite et du debit dans un injecteur durant les 300 ms qui suivent l'ouverture de la vanne d'alimentation en azote liquide. Certains resultats ont ete compares aux previsions d'un code de simulation d'ecoulement en cours d'etude a la sep. L'analyse des resultats a permis de degager les differentes phases de l'invasion de l'injecteur par le fluide cryogenique: ont ete abordes notamment les problemes relatifs au glissement dans les ecoulements diphasiques, aux echanges thermiques en transition, aux regimes critiques. Le dispositif etudie a servi de base a la construction d'un prototype construit pour equiper les bancs d'essais en hydrogene liquide au ceng
4
Khali, Ziad. "Ecoulement diphasique compressible et immiscible en milieu poreux : analyse mathématique et numérique." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00562244.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est l'étude du problème de Cauchy pour les solutions faibles de trois problèmes (systèmes paraboliques dégénérés et fortement couplés) modélisant des écoulements diphasiques et compressibles en milieu poreux. La motivation de ce travail est un "benchmark" du GNR MoMaS pour l'étude de l'impact de l'écoulement du gaz d\^{u} à la corrosion des matériaux ferreux dans un site de stockage de déchets radioactifs. Cette thèse est divisée en trois chapitres indépendants. Premièrement, on s'intéresse à l'analyse mathématique d'un problème modélisant l'écoulement de deux phases immiscibles et en considérant qu'une phase est compressible et l'autre est incompressible (eau/gaz). Deuxièmement, on traite le cas général du déplacement de deux fluides compressibles et immiscibles dans un milieu poreux. Enfin, le dernier chapitre est consacré à la construction et à la convergence de la méthode des volumes finis pour le système eau-gaz sous l'hypothèse que la densité du gaz est une fonction de la pression globale.
5
Baj, Franck. "Amortissement et instabilite fluide-elastique d'un faisceau de tubes sous ecoulement diphasique." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066402.
Full textAbstract:
Les generateurs de vapeur des reacteurs nucleaires a eau pressurisee sont composes de structures tubulaires soumises a un ecoulement diphasique (eau-vapeur) en partie haute du faisceau. Ceci a pour consequence de faire vibrer les structures. Parmi les differents mecanismes d'excitation mis en jeu, le couplage fluide-elastique entre la structure vibrante et le fluide sous ecoulement peut aboutir a l'instabilite dynamique des tubes par perte d'amortissement. Les differents criteres permettant de prevoir l'instabilite fluide-elastique font intervenir l'amortissement de reference (amortissement en presence de fluide sans ecoulement propre). Alors que la definition classique de l'amortissement de reference en diphasique fait intervenir une notion specifique d'amortissement diphasique en plus de la notion classique d'amortissement visqueux bien connue en monophasique, nous proposons une nouvelle demarche permettant de calculer l'amortissement fluide de reference sans differencier l'apport visqueux et l'apport du au caractere diphasique du fluide. A partir d'essais existants et d'essais realises dans le cadre de la these, on a pu mettre a jour l'influence de plusieurs parametres sur le calcul de l'amortissement de reference en diphasique. Apres avoir normalise cet amortissement a partir de parametres sans dimension, une formule permettant le calcul de l'amortissement de reference en diphasique est donnee. Par la suite, on s'attache a l'etude de l'evolution de l'amortissement avec la vitesse du melange diphasique. Apres avoir etabli que cette evolution est assez semblable dans le cas diphasique et dans le cas monophasique, on etablit a partir de ces courbes d'evolution un nouveau critere d'instabilite fluide-elastique permettant de relier la vitesse reduite critique a un seul parametre lie au melange : le taux de vide.
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NEUVEGLISE, DAMIEN. "Comportement thermique d'une conduite horizontale chauffee, refroidie par un ecoulement diphasique d'helium." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066173.
Full textAbstract:
Les materiaux supraconducteurs utilises dans la creation des champs magnetiques intenses necessitent un fonctionnement aux temperatures de l'helium liquide. Une des voies possibles de refrigeration consiste a utiliser de l'helium diphasique (liquide-vapeur) en convection forcee. Nous etudions ici experimentalement l'echange thermique local entre differents ecoulements d'helium i diphasique (stratifie, intermittent et disperse) et une paroi en cuivre representative des tubes utilises pratiquement. Une comparaison entre les resultats experimentaux et ceux d'une paroi en inox permet la mise en evidence de l'influence de la conductibilite thermique de la paroi dans l'echange thermique. Le materiau bon conducteur de la chaleur autorise une redistribution des flux thermiques dans la paroi. L'etude thermique de la paroi (modele par elements finis) en contact avec un ecoulement stratifie decrit la repartition des densites de flux locales. L'etude de la crise d'ebullition a montre que les flux critiques sont beaucoup plus faibles que pour l'inox. Nous avons egalement calcule le coefficient d'echange en ebullition nucleee. Un modele des ecoulements disperses a permis d'etudier l'impact et la vaporisation des gouttes sur des parois de differentes conductibilites. Le retour a la temperature de saturation du gaz chaud en sortie de la zone de chauffage a ete mesure et explique grace a un modele d'echange a l'interface
7
Domelevo, Komla. "Analyse mathematique et numerique d'une modelisation cinetique d'un brouillard de gouttelettes dans un ecoulement gazeux turbulent." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1996. http://www.theses.fr/1996EPXX0040.
Full textAbstract:
Ce travail s'interesse a la modelisation, le calcul numerique et l'etude mathematique d'ecoulements diphasiques turbulents constitues d'une phase dispersee, des gouttes ou des particules, et d'une phase continue, un gaz. Apres quelques rappels sur les modelisations euleriennes et lagrangiennes des ecoulements diphasiques disperses, nous presentons le modele utilise dans la suite de l'etude. Il s'agit d'un modele lagrangien, ou cinetique, qui permet une description de sprays (i. E. Brouillards de gouttelettes) polydisperses quelconques. Dans un premier travail de modelisation, nous nous interessons a l'effet de la turbulence gazeuse sur la dispersion d'un spray. Celui-ci obeit a une equation cinetique a coefficients aleatoires. Nous etudions la statistique des trajectoires aleatoires des particules soumises a la turbulence et ecrivons les equations moyennes de type convection-diffusion decrivant la dispersion d'un nuage de particules. Dans la limite ou la turbulence devient un bruit blanc, le spray obeit a une equation cinetique stochastique dont la solution s'exprime a l'aide d'un developpement en chaos de wiener. Dans un second temps, nous construisons une methode numerique pour le calcul de la dispersion d'un spray dans un ecoulement gazeux turbulent. Le spray est decrit par un modele semi-fluide, intermediaire entre un modele fluide et une description cinetique de la phase dispersee. Le modele semi-fluide est obtenu par integration en vitesse de l'equation cinetique de type convection-diffusion et permet de decrire le spray en reduisant le nombre d'inconnues associees. Un schema numerique, consistent avec le modele semi-fluide est propose. L'interaction avec le gaz est prise en compte par une methode particle in cell. Des resultats numeriques sont presentes. Dans une derniere partie, nous etudions d'un point de vue mathematique un modele cinetique simplifie dans lequel le gaz est decrit par l'equation de burgers et le spray par l'equation de transport. Nous montrons tout d'abord l'existence globale et l'unicite de solutions regulieres pour le probleme. Nous identifions ensuite les ondes planes dont nous montrons la stabilite lineaire, puis la stabilite non lineaire pour de petites perturbations
8
MADEC, ALAIN. "Influence d'un ecoulement diphasique sur les performances de filtration d'un procede a membranes immergees." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0027.
Full textAbstract:
L'influence d'un ecoulement gaz - liquide, engendre par des aerateurs places au fond d'un reacteur gazosiphon, sur les performances de filtration d'un procede a membranes immergees est evaluee avec le critere de flux critique. Pour la filtration d'une suspension de bentonite, les mesures experimentales, effectuees pour differents debits d'aeration et differentes concentrations de la suspension en bentonite donnent deux resultats principaux. Il existe tout d'abord une dependance lineaire entre le flux critique et le debit d'aeration, pour une concentration constante. D'autre part, une dependance lineaire entre le flux critique et le logarithme de la concentration est obtenue, pour un debit d'air constant. Comme l'influence du debit d'aeration sur le flux critique est positive, l'evolution des parametres hydrodynamiques de l'ecoulement gaz - liquide en fonction du debit d'aeration est etudiee. Cette etude est effectuee avec un anemometre a film chaud et une bi-sonde a fibres optiques. La validation de l'appareillage est faite par comparaison avec les mesures obtenues avec un debitmetre electromagnetique et un traitement d'images. Les premiers resultats montrent que la vitesse du liquide, la vitesse des bulles et leurs tailles ne jouent pas un role significatif dans l'accroissement du flux critique. A l'inverse, l'intensite d'agitation du liquide, caracteristique des grosses structures de l'ecoulement et engendrees par l'aeration, et la frequence de passage de ces grosses structures, sont les parametres preponderants dans l'accroissement du flux critique. Au final, les aerateurs devraient etre modifies afin d'engendrer une aeration pulsee : des valeurs elevees de l'intensite d'agitation et de la frequence de passage de vortex seraient ainsi obtenues pour un debit d'air moindre et donc une consommation energetique plus faible.
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Meunier, Michel-Ange. "Envol et transport de particules en couche limité turbulente instationnaire." Valenciennes, 1999. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/88ecdd6d-74f4-4c5e-a2d5-6fc59a13271b.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire est consacré aux problèmes d'érosion éolienne des tas de stockage de matière première sur sites industriels. L'aspect instationnaire de l'écoulement est pris en compte. Les phénomènes d'envol et de transport de particules sont intimement liés aux fluctuations turbulentes résultant de structures cohérentes dans la zone pariétale. L'analyse spectrale d'une rafale de vent montre que les basses fréquences sont les composantes les plus énergétiques. Dans une soufflerie instationnaire (fréquence de pulsation 0,1 à 0,5 Hz), par mesures thermo-anémométriques les moments d'ordre 2, 3, 4 sont déterminés pour les fluctuations de la contrainte pariétale et de la vitesse longitudinale. En configuration stationnaire, les résultats sont en accord avec la littérature. Le paramètre caractéristique de l'instationnarité utilisé est l+s. Pour des valeurs de ce paramètre allant de 109 à 213, la turbulence réagit de façon similaire aux principaux résultats bibliographiques, mais pour des plages de l+s décalées. De plus, les mesures de la sonde mobile corroborent les mesures pariétales. En présence de particules modèles (sphériques), lors du processus de saltation, les investigations expérimentales sont menées par analyses d'images et pesées différentielles. En régime stationnaire, les flux massiques et évolutions des profils de concentration de particules sont en accord avec la littérature. Selon les cas, une décroissance temporelle est observée. Le profil de vitesse des particules est déterminé par PIV. En régime pulsé, une baisse des valeurs semble pouvoir être attribuée au retard de phase de la partie solide lie au rapport des temps caractéristiques des deux phases en présence<br>This experimental study deals with particles laden wind generated above piles of materials in steelworks sites. Especially, unsteady aspect of the flow is taken into account. Take-off and transport processes are connected with turbulent fluctuations which result of coherent structures in the near wall region. Gust analysis shows predominance of low frequencies in the energy spectrum. Hot wires gauges are used in a pulsating wind channel (frequency from 0. 1 to 0. 5 Hz) in order to measure the 2nd, 3rd or 4th mode, results are in good agreement with literature. ʪ+ is the main parameter to characterize pulsating flows. For ʪ+ values from 109 to 213, turbulence reacts in the same way as reported in others studies but with different ranges. Moreover, turbulence characteristics measured from static wall jauge are the same as those obtained with jauge mounted on a traversing mechanism. Spherical particles laden flow shows a saltation process. Experimental investigations consist on images processing and weighting method. In stationary mode, mass flux and slope of particles concentration profiles are in good agreement with literature. According to velocities values, a temporal decay of the two previous parameters is observed. Particles velocities profiles are determined by cross-correlation processing. In pulsating flow, mass flux mean values decrease, which could be attributed to the phase shift between solid and fluid phases. This behaviour seems to depend on the ratio of characteristic times of both phases. Moments of the longitudinal wall shear stress and velocity fluctuations. In stationary stationary mode, mass flux and slope of particles concentration profiles are in good agreement with literature. According to velocities values, a temporal decay of the two previous parameters is observed. Particles velocities profiles are determined by cross-correlation processing. In pulsating flow, mass flux mean values decrease, which could be attributed to the phase shift between solid and fluid phases. This behaviour seems to depend on the ratio of characteristic times of both phases
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Hervieu, Eric. "Ecoulement monophasique et diphasique à bulles dans un branchement en Té : étude théorique et expérimentale." Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0031.
Full textAbstract:
Etude de la separation des phases. Description potentielle de la structure de l'ecoulement monophasique. Modelisation des recirculations dans le te a l'aide de la theorie de la ligne de jet et d'une methode des singularites. Etude experimentale par anemometrie laser doppler, traitement d'images, attenuation de rayon x
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Hervieu, Eric. "Ecoulement monophasique et diphasique à bulles dans un branchement en Té étude théorique et expérimentale /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37614279c.
Full text
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HERVY, FRANCK. "Approche experimentale d'un ecoulement diphasique air-eau dans une soufflerie givrante a fort taux de contraction." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112340.
Full textAbstract:
La simulation du givrage des aeronefs au moyen d'une soufflerie necessite une connaissance precise des parametres physiques de la phase dispersee (eau) et de la phase continue (air). Les gouttes, creees par pulverisation pneumatique (jets), sont refroidies, fortement accelerees dans un convergent avec un taux de contraction de 60, pour enfin se congeler sur un obstacle dans la section d'essais. Pour mesurer la temperature de goutte en vol, on propose une nouvelle methode par fluorescence induite par laser. L'applicabilite de la methode est etudiee avec la mecanique quantique et la theorie de mie. Les resultats donnent une resolution de l'ordre de 0,1 k. L'ecoulement porteur et les jets sont modelises de maniere simplifiee. Les resultats du modele sont en bon accord avec les mesures de concentration. Les techniques de mesure de granulometrie des gouttes et de la concentration en eau sont analysees de facon critique. On adopte une technique simple par captation sur lame associe a une modelisation numerique. Les resultats de captation en soufflerie montrent, pour les diametres de gouttes usuels (20 m), la concentration est heterogene en raison de la position des injecteurs pneumatiques, de la distribution de la concentration dans les jets crees par ces injecteurs, des conditions aerodynamiques et de pulverisation, et de l'effet du convergent.
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Grandotto, Marc. "SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS DIPHASIQUES DANS LES ECHANGEURS." Habilitation à diriger des recherches, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00275746.
Full textAbstract:
Ce document présente l'ensemble des travaux de l'auteur dans le domaine de la thermohydraulique appliquée aux écoulements rencontrés dans les réacteurs nucléaires. Il présente en particulier les développements réalisés pour la simulation numérique des écoulements diphasiques dans les générateurs de vapeur. Il présente une méthode aux éléments finis permettant de calculer ces écoulements.
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Terfous, Abdelali. "Etude d'un ecoulement diphasique disperse. Developpement de methodes de mesures de la concentration de la phase liquide." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1990. http://www.theses.fr/1990STR13104.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'apporter une contribution a l'etude de la structure du jet diphasique engendre par un injecteur coaxial. Pour ce faire, on a mesure un maximum de parametres, dont les plus representatifs. Ceci a conduit a developper une methode de mesure des concentrations. Celle-ci a ete validee en comparant les resultats qu'elle donne a ceux obtenus par prelevement isocinetique. Les resultats des mesures effectuees ont permis de calculer les distributions des coefficients de diffusion turbulente et le nombre de schmidt
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Kazan, Lutfallah. "Naissance et developpement du milieu diphasique par detente dans un canal." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066324.
Full textAbstract:
Description de l'autovaporisation d'un liquide en ecoulement par detente dans un canal. L'etude est basee sur des resultats experimentaux obtenus par diffusion de brillouin, anemometrie doppler, diffusion de lumiere dans la direction avant et la technique des cavites hyperfrequences
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Skachkov, Sergey. "Modèle macroscopique de la dispersion diphasique en milieux poreux et fracturés." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://www.theses.fr/2006INPL064N/document.
Full textAbstract:
L’objectif est de construire le modèle homogénéisé d’un écoulement diphasique en milieu poreux et fracturé, en mettant en évidence le phénomène de mélange dynamique (mixing) entre les phases, provoqué par l’hétérogénéité du milieu. L’attention est concentrée sur l’influence de la capillarité. L’homogénéisation à double échelle a été appliquée. Le mixing se manifeste sous forme de la dispersion hydrodynamique et de l’advection renormalisée. Le tenseur de dispersion, déterminé à travers le problème cellulaire, est une fonction non linéaire de la saturation, vitesse d’écoulement, rapport de viscosité et du nombre capillaire. Pour les milieux fracturés, une méthode streamline configurations a été avancée pour le cas diphasique. Elle permet d’obtenir la dispersion et la perméabilité effective sous forme analytique pour des réseaux de fracture périodiques, ou semi-analytique pour des réseaux aléatoires. La simulation d’un déplacement diphasique à la base du nouveau modèle a été réalisée<br>The objective of the thesis is to develop the homogenized model of a two-phase flow through a porous and fractured medium by highlighting the dynamic mixing between the phases, caused by the medium heterogeneity. Attention is focused on the influence of the capillarity. The two-scale homogenization is applied. The mixing is manifested in form of the hydrodynamic dispersion and renormalized advection. The dispersion tensor, determined by the cell problem, is a nonlinear function of saturation, flow velocity, viscosity ratio and capillary number. For a fractured medium the method of streamline configurations was advanced for a two- phase case. This method enables to obtain the dispersion tensor and the effective permeability in analytical form for periodic fractured networks or in semi-analytical form for random networks. The simulation of two- phase displacement based on the new model is performed
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Sayah, Ahmed. "Etude experimentale des écoulements monophasique et diphasique dans un Té." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL028N.
Full textAbstract:
Une importante investigation expérimentale a été faite dans ce travail sur les écoulements monophasique et diphasique dans les Tés. Cette étude expérimentale consiste à mesurer la pression et le taux de vide dans deux Tés (de section circulaire et rectangulaire) ainsi qu'une visualisation des lignes de courant sur un Té en forme de Hele Shaw. Les résultats expérimentaux montrent l'existence de deux gradients de pression dans le Té ; l'un défavorable, le long de la branche principale, l'autre favorable, dans la direction de la branche latérale. De même, deux zones de recirculation ont été localisées dans le Té. La première se situe dans la branche latérale quel que soit le débit soutiré par cette branche. Par contre, la deuxième n'apparait que pour les grands débits soutirés m3/m1>80%. La ligne de jet dans la branche latérale a été localisée par son taux de vide très élevé. Les coefficients de contraction dans les deux branches ont été déterminés a l'aide des cartographies du taux de vide. Les cartographies de pression ont servi pour mesurer les chutes de pression provoquées par le Té. Les mesures des chutes de pression ainsi que la séparation des phases ont fait l'objet d'une comparaison avec les corrélations existantes. Cette comparaison a montré que la majorité des corrélations en écoulement monophasique concordent avec les résultats experimentaux. Par contre, en écoulement diphasique les modèles existants à ce jour ne sont pas encore en mesure de donner de bonnes prédictions
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Idrissi, Bougrine Aziz. "Ecoulement en conduite de melange solide-liquide : champ des vitesses en ecoulement vertical." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13088.
Full textAbstract:
Etude de l'effet de la taille des particules solides et de leur concentrations sur l'allure des profils de vitesses des suspensions en ecoulement vertical ascendant dans une conduite. Etude experimentale par anemometrie ultrasonore
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Bergerat, Lionel. "Développement d’une méthode numérique compressible pour la simulation de la cavitation en géométrie complexe." Thesis, Paris, ENSAM, 2012. http://www.theses.fr/2012ENAM0051/document.
Full textAbstract:
La cavitation est un phénomène de changement de phase dans les zones de basses pressions des machines hydrauliques. Ses conséquences sont souvent néfastes : pertes de performances, génération de bruit et de vibrations, abrasion des matériaux... Ces effets deviennent une préoccupation importante dans la conception des machines hydrauliques. Ce travail a pour objectif principal de développer un modèle de simulation numérique pour la simulation de la cavitation à haut ordre de précision, pour des écoulements compressibles visqueux, et pour des géométries complexes. Le modèle adopté pour la modélisation de la cavitation est le modèle de mélange homogène. Cette formulation ne dépend d'aucun paramètre empirique et peut être aisément étendu à du multi-espèce. Nous utilisons un code de volumes finis, dont le haut ordre de reconstruction est assuré par la méthode des moindres carrés mobiles<br>Cavitation is a phase change phenomenon, wich occurs in low pressure areas in hydraulic systems. Its consequences are often harmful and undesired : it causes loss of efficiency, noise and vibration generation, and structural abrasion... These effects become a major preoccupation in the conception of hydraulic systems. The main objective of this work is to develop a numerical tool for the numerical modelisation of cavitation at high orders of accuracy, for compressible and viscous flows, in complex geometries. The model used for the modelisation of the cavitation is the homogeneous mixture model, wich formulation is independent of empirical parameters, and is easily extendable for multi-spieces flows. We use a finite volume developped in the DynFluid laboratory, in wich the high accuracy order of reconstruction is obtained using the Moving Least Square approximation
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Cessou, Armelle. "Stabilisation de la combustion diphasique turbulente au-dessus d'un injecteur coaxial méthanol/air." Rouen, 1994. http://www.theses.fr/1994ROUES039.
Full textAbstract:
La stabilisation de la combustion diphasique en aval d'un injecteur méthanol/air a été étudiée. L'interférométrie phase Doppler a fourni les champs de vitesse des gouttes analysées par classe de taille. Des images bidimensionnelles des zones de réaction ont été réalisées par fluorescence induite par laser du radical OH. Les niveaux de gris de ces images ont été étalonnées en concentration absolue de OH, et la position de la stabilisation de la flamme a été mesurée. La stabilisation des flammes turbulentes non-prémélangées peut être modélisée à partir du mélange turbulent à grande échelle. La comparaison des champs de vitesse dans le spray et des localisations de la stabilisation de la flamme a montré que ce résultat peut être étendu à la combustion diphasique. L'analyse des fluctuations de vitesse des gouttes en fonction de leur nombre de Stokes a montré le comportement dynamique bimodal du spray dans la zone où la flamme se stabilise. Ne considérant que le fluide à faible nombre de Stokes, la combustion a été analysée dans le référentiel de la fraction de mélange. L'accent a été mis sur le régime dit de vaporisation où les flammes se stabilisent selon deux zones réactives nettement séparées. Deux limites à ce régime apparaissent, une limite inférieure due à la mauvaise qualité de l'atomisation et une limite supérieure dynamique quand le temps de mélange à grande échelle devient trop rapide. La comparaison aux résultats expérimentaux montre que cette analyse décrit correctement le phénomène de stabilisation
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Zimmermann, Marc. "Sedimentation de particules en ecoulement oscillatoire." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13005.
Full textAbstract:
Etude experimentale basee sur le reperage spatio-temporel des particules par camera video. Etude de l'influence de la frequence des oscillations, de l'inertie et de la forme des particules sur leur ralentissement en ecoulement oscillatoire. Modelisation
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Ménétrier-Deremble, Laure. "Gouttes et champs électriques dans un système microfluidique." Paris 6, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00287107.
Full textAbstract:
Cette thèse propose une analyse originale des phénomènes de brisure de gouttes et d’action d’un champ électrique dans un système microfluidique. Une première partie présente l’étude d’une goutte traversant une jonction microfluidique. Après avoir identifié trois scénarios possibles – dont deux entraînent la brisure – nous proposons une étude quantitative des comportements observés dans l’espace des variables locales puis des paramètres de contrôle. Ces résultats ont été appliqués à l’extraction de phase en microfluidique. Dans une seconde partie, nous étudions l’effet du champ électrique sur une goutte fortement confinée. La pertinence de l’approche théorique bidimensionnelle est établie sur deux expériences modèles qui analysent l’évolution de la forme d’une goutte confinée sous champ et la variation de vitesse d’une goutte soumise à un champ inhomogène. Enfin, nous appliquons ces résultats au contrôle de gouttes dans des systèmes microfluidiques d’architectures variées.
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In, Arun. "Méthodes numériques pour les équations de la dynamique des gaz complexes et écoulements diphasiques." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066249.
Full text
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Grossetete, Claudie. "Caractérisation expérimentale et simulations de l'évolution d'un écoulement diphasique à bulles ascendant dans une conduite verticale." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0415.
Full textAbstract:
Une étude expérimentale et numérique de l'évolution d'écoulements diphasiques à bulles ascendants dans une conduite verticale est présentée. Elle est motivée par le manque d'informations disponibles sur l'influence des phénomènes d'entrée et d'évolution de la taille des bulles sur le développement tridimensionnel de ces écoulements. L’évolution axiale d'écoulements diphasiques à bulles pouvant aller jusqu'a la transition bulles-poches est tout d'abord étudiée expérimentalement. Pour la première fois, des profils de vitesse moyenne axiale et d'intensité turbulente axiale du liquide associes a des profils de taux de vide, de fréquence de bulles, de composante axiale de vitesse moyenne des interfaces, de diamètre moyen équivalent de bulles et d'aire interfaciale volumique sont déterminés en plusieurs sections de la même conduite. Une analyse des phénomènes de transition entre écoulements à bulles et à poches est menée a partir de l'analyse simultanée de l'évolution axiale des différents profils de grandeurs caractéristiques obtenus. Une analyse locale de l'évolution des écoulements à bulles étudiés associée a des comparaisons avec une étude expérimentale de la littérature montre que le développement d'un écoulement à bulles n'est pas sensible à la forme du profil de taux de vide à l'injection mais que la taille des bulles a une forte influence sur la répartition transverse des phases. Des simulations multidimensionnelles d'écoulements diphasiques à bulles caractérisés par des conditions d'injection des phases très différentes sont enfin réalisées à l'aide du code diphasique eulérien tridimensionnel Astrid. Nous montrons que les modèles classiquement utilises pour la fermeture du bilan transverse de quantité de mouvement (forces de portance et de diffusion) ne permettent pas la simulation du développement tridimensionnel des écoulements à bulles en conduite
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Mercier, Muriel. "Etude de l'influence d'un ecoulement diphasique gaz/liquide sur les performances de la filtration tangentielle : application aux bioreacteurs a membranes." Toulouse, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAT0031.
Full textAbstract:
L'etude porte sur la caracterisation d'une nouvelle technique de lutte contre le colmatage en filtration tangentielle. Le principe repose sur l'exploitation des instabilites hydrodynamiques creees par les mouvements relatifs des phases liquide et gazeuse lors de l'application d'un ecoulement diphasique intermittent (ecoulement bouchon). Les resultats obtenus lors de l'ultrafiltration de suspensions modeles (bentonite, levures) sont presentes pour deux types de membranes tubulaires (diametres de 15 mm et de 6 mm). L'ecoulement bouchon genere des gains de filtration pouvant atteindre un facteur 3 et ce, avec une reduction importante de l'energie specifique consommee. Les resultats obtenus en bioreacteur a membranes sont ensuite presentes. En fermentation alcoolique, le couplage bioreacteur a membranes/injection d'air permet en ultrafiltration de multiplier le flux par 2. La degradation du phenol par alcaligenes eutrophus est ensuite abordee. L'association de la technique instationnaire et du suivi colorimetrique d'un intermediaire metabolique assure un meilleur controle de l'environnement du microorganisme se traduisant par un flux de permeation multiplie par 1,7 et une biomasse elevee, capable de degrader une charge phenolique tres forte. Une nette amelioration du transfert gaz/liquide dans le systeme est egalement observee. L'etude hydrodynamique permet de predire la structure et l'evolution de l'ecoulement bouchon pour les deux types de conduites. L'analyse de la pression transmembranaire met en evidence des variations quasi-instantanees qui s'accompagnent d'une augmentation de la turbulence dans le culot de la poche. L'ecoulement est egalement caracterise par une frequence d'intermittence liee a la succession des poches et des bouchons et correspondant a l'inversion de la contrainte de cisaillement parietale. La mise en oeuvre d'une methode conductimetrique et d'un modele diphasique permet de calculer les grandeurs difficilement accessibles par l'experience. Il est alors possible de correler en 15 mm le gain de filtration a la contrainte de cisaillement supplementaire due au gaz. L'association de ces differents phenomenes contribue a des degres variables a l'erosion et la destabilisation du depot.
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Charlesy, Nicolas. "Modélisation diphasique d'écoulements cavitants avec effets thermodynamiques." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0159.
Full textAbstract:
Le besoin de forte puissance associe a une reduction du poids conduit a faire fonctionner les turbopompes des moteurs fusee dans des conditions de plus en plus poussees, en particulier avec des pressions d'aspiration tres faibles, entrainant la naissance de poche de cavitation attachees aux aubes. L'energie necessaire a la vaporisation provoque un abaissement local de la temperature, qui limite le developpement de la cavite. Ce phenomene, appele effet thermodynamique, est decrit ici par un modele diphasique homogene a partir d'un precedent modele de cavitation en eau froide. Le comportement du melange liquide-vapeur suppose en equilibre thermique est simplement decrit par des lois thermodynamiques, une equation d'energie est de plus ajoutee a notre modele. Du fait de l'importance presumee des transferts thermiques turbulents a l'interface sur ce phenomene, un modele de turbulence k-epsilon a ete adapte au cas d'un melange liquide-vapeur et valide par comparaison a des mesures laser sur un venturi cavitant. La simulation avec ce code d'ecoulements cavitants, avec un fluide thermosensible, a montre la presence importante de liquide dans la poche, comme cela a ete mesure dans le cas de l'eau froide. En consequence l'influence de la conduction a l'interface s'avere faible devant les echanges de chaleur entre les phases dans la cavite et l'effet thermodynamique est alors controle par un equilibre entre la vaporisation et la dynamique de l'ecoulement dans la cavite. La temperature calculee dans la poche est en bon accord avec l'experience a faible vitesse mais l'effet des parametres de l'ecoulement est mal decrit. Une analyse des resultats experimentaux montre que nous devons ajouter un modele de cinetique de vaporisation a notre modele
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Touhami, Kamel. "Contribution a l'etude des ecoulements diphasiques dans un tube en u : hydrodynamique et transfert de matiere." Toulouse, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAT0029.
Full textAbstract:
Etude du comportement du melange diphasique en ecoulement ascendant et descendant. Determination de la perte de charge par frottement avec et sans air, du taux de gaz global, des differents regimes d'ecoulement de la dispersion gaz liquide, du coefficient de transfert de matiere et de l'apport specifique nominal
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Benrabah, Omar. "Mesure des vitesses en milieu diphasique par velocimetrie laser : interaction entre le mouvement des particules solides et la turbulence." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13108.
Full textAbstract:
Un circuit logique incorpore a la chaine de mesure permet de distinguer entre les signaux provenant de la phase continue et ceux des grosses particules. On montre l'existence d'une vitesse de glissement solide-liquide qui depend de la concentration du diametre moyen des particules et de la vitesse d'ecoulement. La presence des particules solides reduit la turbulence du milieu porteur
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Ilina, Tatiana. "Modèles pseudo-diphasiques de transport facilité des colloïdes en milieux faiblement perméables." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL001N/document.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse consiste à créer et développer un modèle de transport de suspension colloïdale en milieu poreux saturé qui sera capable de détecter et de prédire l'apparition de vitesses différentes entre l'eau et la suspension ; de distinguer les cas de l'accélération et de retard des particules colloïdales ainsi que de calculer les deux vitesses en utilisant l'information initiale des propriétés du milieu poreux et des particules. On a procédé de deux manières différentes. Premièrement, on a proposé une méthode analytique de calcul de facteur d'augmentation de la vitesse qu'on peut introduire dans le modèle monophasique classique du transport colloïdal. Deuxièmement, on a proposé un nouvelle approche mathématique phénoménologique pour décrire un transport colloïdal.Pour développer cette approche, on a utilisé le fait que les deux vitesses apparaissent automatiquement dans le modèle diphasique d'écoulement. Ainsi notre modèle doit être proche de celui diphasique. En conséquence, pour notre modèle mathématique, on a écarté l'approche traditionnelle qui suppose un transport d'un liquide monophasique<br>The aim of this PhD thesis is to create and to develop a colloid suspension transport model in the saturated porous media that will be able to detect and to predict the apparition of the difference between water and suspension velocity; to distinguish cases of acceleration and of deceleration of the colloidal particles and also to calculate the two velocities using the initial information on the properties of porous media and of particles. We are proceeded by two different manners. Firstly, we are proposed an analytical method of calculation of enhancement velocity factor that can be introduced in the classic colloid transport model that is single-phase one. Secondly, we are proposed a new phenomenological mathematical approach to describe a colloid transport. To develop this approach, we are used the fact that two velocities appear automatically in the two-phase transport model. Thus our model must be similar to two-phase one. Therefore, for our mathematical model we are refused the traditional approach that assumes a transport of a single-phase liquid
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Gaic, Pierre. "Developpement et mise au point d'un systeme de mesure couplee des tailles et vitesses des particules au sein d'un ecoulement diphasique disperse." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1986. http://www.theses.fr/1986STR13300.
Full textAbstract:
Mise au point et developpement d'une methode optique de mesure couplee des tailles et vitesses des particules au sein d'un ecoulement diphasique disperse. Confection d'un prototype complet utilise pour etudier le nuage de gouttelettes produit par un injecteur pneumatique
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NAYAGUM, DHARUMARAJEN. "Simulation numerique de la pollution du sous-sol par les produits petroliers et derives : application au cas d'un ecoulement diphasique monodimensionnel." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13035.
Full textAbstract:
Un modele numerique diphasique incompressible est presente. Ce code de calcul permet de simuler la migration d'une phase non aqueuse dans la zone saturee ainsi que l'infiltration d'eau dans la zone non saturee en considerant la phase air comme etant infiniment mobile. La formulation d'ecoulement fractionnel adoptee decrit le systeme diphasique par deux equations, l'une en pression moyenne des deux phases et l'autre en saturation en eau. Deux methodes numeriques adaptees aux types d'equations ont ete implementees : les elements finis mixtes hybrides (efmh) pour traiter la diffusion et les elements finis discontinus pour resoudre la convection. Le modele numerique developpe est teste par confrontation a des solutions analytiques et a d'autres modeles pour differentes configurations monodimensionnelles. Nous montrons que les schemas numeriques utilises sont robustes. Une nouvelle approximation du coefficient de diffusion est proposee. Cette approximation permet de mieux simuler les ecoulements domines par la diffusion. En milieu heterogene, la saturation devient une variable discontinue a la limite entre deux milieux poreux. Ce saut de la saturation nous amene a introduire une condition non usuelle de raccordement dans les efmh.
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Agnaou, Mehrez. "Une étude numérique des écoulements mono et diphasique inertiels en milieux poreux." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0050/document.
Full textAbstract:
: Ce travail concerne l'écoulement inertiel en milieu poreux rencontré dans diversessituations telles que les écoulements autour des puits pour la récupération pétrolière, lesécoulements dans les réacteurs catalytiques, etc. En régime stationnaire, les différents modèlesmacroscopiques pour décrire ces écoulements inertiels (non-linéaires) demeurent encore sujetsà débat. Ces modèles consistent en une loi de Darcy corrigée de termes dont la dépendancevis à vis de la vitesse de filtration relève du régime d'écoulement. Dans ce travail, une attentionparticulière est portée tout d'abord à l'étude numérique (DNS), sur des structures modèles, de lalimite de stationnarité de l'écoulement monophasique newtonien qui correspond à la premièrebifurcation de Hopf, caractérisée par un nombre de Reynolds critique. La connaissance de cettelimite est cruciale puisqu'elle détermine le domaine de validité des modèles macroscopiquesstationnaires pertinents. Dans un deuxième temps, la dépendance de la déviation (inertielle) àla loi de Darcy par rapport aux propriétés de la structure poreuse (forme des grains, désordre)et à l'orientation de l'écoulement est étudiée dans le cas de structures 2D et 3D. Les propriétéseffectives de la structure à l'échelle macroscopique sont déterminées à partir de la résolutionnumérique des problèmes de fermeture associés au modèle macroscopique obtenu par prisede moyenne des équations de Navier-Stokes. Afin de déceler l'origine de cette déviation et sesdifférentes formes, l'évolution de la structure microscopique de l'écoulement en fonction dunombre de Reynolds est analysée. Plus particulièrement, le rôle des zones de recirculation, etles corrélations avec la courbure des lignes de courant multipliée par l’énergie cinétique localeet la variation de l’énergie cinétique le long de ces lignes sont étudiés. La dernière partie dutravail est consacrée à une étude numérique, toujours dans des situations modèles, de ladéviation à la loi de Darcy généralisée dans le cas de l'écoulement diphasique inertiel<br>This work focuses on inertial flow in porous media encountered in differentindustrial situations such as flow around wells in oil recovery, flow in filters and in columns ofreactors for chemical engineering, etc. In stationary flow regime, the different macroscopicmodels describing inertial (non-linear) flow are still discussed. These models consist in theDarcy’s law with correction extra terms whose dependence upon the filtration velocity is afunction of the flow regime. In this work, a particular attention is attributed first to the numericalinvestigation (DNS), on model structures, of the limit of one phase Newtonian stationary flowwhich corresponds to the first Hopf bifurcation, characterized by a critical Reynolds number.The knowledge of this limit is crucial since it establishes the ranges of validity of the relevantmacroscopic stationary models. In a second step, the dependence of the deviation (inertial)from Darcy’s law on the properties of the porous structure (grains shape, disorder) and on theorientation of the flow is analyzed in 2D and 3D situations. The effective properties of thestructure and the flow at the macroscopic scale are obtained from the numerical resolution ofthe closure problems associated to the macroscopic model obtained from an up-scalingprocedure (volume averaging) of the Navier-Stokes equations. In order to identify the origin ofthe deviation and its different forms, the variation of the microscopic flow structure with theReynolds number is analyzed. More specifically, the role of the recirculation zones, and thecorrelations with flow streamlines curvature multiplied by the local kinetic energy and thevariation of the kinetic energy along these lines are studied. The last part of the work isdedicated to a numerical investigation of the deviation from the generalized Darcy’s law in thecase of two phase inertial flow
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Diakodimitris, Christophe. "Conception et optimisation d'un système de micro-lubrification pour couronne multi-plans." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2014. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209335.
Full text
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Delacroix, Jules. "Rôle de la rhéologie de surface dans un écoulement diphasique MHD." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI084/document.
Full textAbstract:
Dans les travaux de recherche développés durant cette thèse, une première approche desécoulements magnétohydrodynamiques (MHD) multiphasiques est proposée. Cette approche seconcentre sur les phénomènes liés à l’interaction entre une dynamique interfaciale et un écoulementde coeur MHD. Le couplage induit entre rhéologie de surface etMHDde sous-phase est particulièrementillustré par le développement d’un viscosimètre annulaire surfacique, dédié à l’étude desmétaux liquides progressivement oxydés. En premier lieu sont introduits les éléments théoriquespropres à laMHDet à la rhéologie de surface. La modélisation de leur couplage fait intervenir deuxparamètres interfaciaux : les viscosités surfaciques dilatationnelle et de cisaillement. L’influence respectivede ces deux paramètres sur l’écoulement MHD de sous-phase est étudiée analytiquementet numériquement dans le cas d’un écoulement (stratifié) annulaire MHD permanent. Dans la configurationretenue, un champ magnétique uniforme vertical est imposé, perpendiculairement à lasurface liquide graduellement oxydée. Le rôle décisif des contraintes visqueuses interfaciales concernantl’(in)activation des couches de Hartmann est démontré, conduisant à des topologies atypiquesd’écoulement MHD. Le viscosimètre annulaire MHD est ensuite proposé en tant que méthodeexpérimentale originale, permettant la mesure sélective des viscosités surfaciques de fluides électroconducteurs.Les premières campagnes expérimentales aboutissent à une estimation de la viscositéde cisaillement interfacial d’un alliage métallique (GaInSn) liquide à température ambiante. Finalement,une ouverture sur l’écoulement MHD à proximité d’une inclusion gazeuse sphérique rigideest discutée en annexe de ce projet, en lien avec des conditions mécaniques variables à l’interfaceliquide/gaz pilotées par la rhéologie de surface, constituant une première approche vers la descriptiondes écoulements MHD dispersés<br>In this thesis work, a first approach towards the description of magnetohydrodynamic(MHD) multiphase flows is proposed, based on the investigation of the role of surface rheologyin permanent regime. The study of the coupling between bulk MHD and surface rheology is particularlymotivated by the development of an annular surface viscometer devoted to liquid metalstopped with an oxidation layer. First, theoretical foundations of MHD and of surface rheologyare separately introduced. The modelling brings out a strong coupling between bulk and surfacevelocities, the latter being dependent on two interfacial parameters: the surface shear and dilatationalviscosities. Their respective influence is analytically and numerically investigated in the caseof a permanent annular (stratified) MHD end-driven flow. In the considered geometry, a vertical(uniform) magnetic field is imposed, perpendicular to the gradually oxidising liquid surface. Thecontribution of planar surface viscous stresses to the possible electrical activation of Hartmannlayers is demonstrated, leading to a variety of atypical MHD flow patterns. The annular MHDviscometer is then developed as a first device able to perform selective measurement of the surfaceviscosities of electroconductive fluids. First experiments lead to an estimated value of the surfaceshear viscosity for a liquid alloy (GaInSn) at room temperature. Some hints are finally given to investigatethe study case of aMHDflow past a rigid fluid sphere, with varying interfacial conditionsgoverned by surface rheology, as an additionalwork constituting a first step towards the descriptionof dispersed MHD flows
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XIANG, LING. "Determination du debit critique d'un ecoulement diphasique dans une fissure de tube de generateur de vapeur. Application a l'estimation des parametres geometriques." Paris, ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0441.
Full textAbstract:
Cette these a pour objet d'etudier un ecoulement diphasique critique d'eau sous refroidissement a travers une fissure de tube de generateur de vapeur. Un modele de quatre equations est propose pour la modelisation du phenomene. Les conditions de raccordement au passage du modele monophasique au modele diphasique sont particulierement analysees pour le modele homogene a l'equilibre et le modele de lackme. Le modele retenu donne une bonne estimation du debit critique pour les essais de john et al. Et collier et al. On montre que la determination du debit critique depend fortement de la connaissance de la geometrie de la fissure. Il est propose une methode numerique pour l'estimation des parametres geometriques de la fissure utilisant le debit de fuite mesure en continu a pression d'entree constante et a temperature d'entree variable et une methode d'optimisation. Ceci permet de retrouver l'aire de la section frontale et le coefficient de frottement des fissures. La methode a ete verifiee sur les essais de john et reimann
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Corbin, Frédéric. "Développement d'un vélocimètre-granulomètre à faisceau laser corrigé : application aux écoulements dispersés." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUES041.
Full textAbstract:
Cette thèse présente le développement d'un vélocimètre-granulomètre à faisceau laser corrigé. Dans une première partie, l'appareil y est modélisé par les derniers développements en théorie de Lorenz-Mie. Différents phénomènes liés au rôle de la géométrie du faisceau d'éclairage et à la trajectoire de la particule dans le faisceau granulométrique sont mis en évidence, qualitativement puis quantitativement. Dans une deuxième partie, des solutions techniques aux questions précédemment posées sont développées. Enfin, dans une troisième partie, l'appareil est utilisé pour mesurer les vitesses moyennes et fluctuations de vitesse de bulles d'air dans un écoulement tuyau d'eau
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Khaophone, Davy. "Etude expérimentale et numérique des phénomènes de condensation dans un tube vertical partiellement immergé." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30080/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à l'étude expérimentale et numérique des phénomènes de condensation dans un pressuriseur de chaufferie nucléaire embarquée conçu par l'entreprise DCNS. Au sein du système est observé un écoulement diphasique avec changement d'état, descendant dans un tube vertical partiellement immergé dans du liquide. Le liquide sous-refroidi s'écoule dans le tube sous l'effet de la gravité en entrainant de la vapeur saturée qui se condense à son contact. Dans un premier temps, l'étude des phénomènes de condensation est réalisée sur un banc expérimental dont la conception, le dimensionnement, la réalisation et l'exploitation ont été effectués au cours de cette thèse. Le dispositif est une version simplifiée à l'échelle 1 du système réel. Cette étude expérimentale a permis d'identifier les régimes d'écoulements diphasiques présents dans le système et d'analyser l'impact de trois paramètres : le débit de liquide injecté, le sous-refroidissement de ce liquide à l'entrée du tube et la pression en sortie de tube. Par ailleurs, l'étude propose un modèle déterminant les conditions pour laquelle le tube d'essais est complètement noyé, ce qui minimise les phénomènes de condensation. Dans un second temps, une simulation numérique de l'écoulement diphasique est réalisée par CFD sur ANSYS Fluent à l'aide du modèle " Volume Of Fluid ". La prise en compte de la condensation de la vapeur au contact du liquide sous-refroidi a nécessité le développement, grâce aux fonctions utilisateur du logiciel, d'un modèle spécifique s'appuyant sur un modèle de la littérature. Les résultats obtenus ont permis de reproduire qualitativement le déversement du liquide observé expérimentalement en entrée de tube ainsi que la condensation de la phase vapeur au contact de la phase liquide<br>This thesis focuses on condensation phenomena occurring in a patented system designed by DCNS Company. The system ensures pressure regulation of nuclear boiler rooms embarked in naval vessels. Within the system occurs a downward liquid/vapor flow with phase change in a partially submerged vertical pipe. Subcooled liquid flows into the pipe and induce a suction of saturated vapor which condense in contact with liquid phase. This study aim to understand the physical phenomena occurring in the system and to simulate these phenomena. First, the condensation phenomena are studied with a test loop which conception, dimensioning, realization and exploitation were realized during this study. The experimental study identified the flow regimes occurring in the system and analyzed the impact of three parameters: the liquid flow rate, the liquid subcooling and the pressure at the system outlet. This study also proposed a simple model which determine the necessary conditions to completely drown the pipe, which minimize condensation phenomena. Thereafter, the numerical simulation of the two-phase flow was realized by CFD on ANSYS Fluent with the "Volume of Fluid" model. The condensation simulation was achieved by applying a condensation model used in literature. This model was added to the numerical code with User-Defined Functions (UDF). The simulation reproduced the weir regime flow at the pipe entrance and the vapor condensation inside the pipe
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Billaud, Marie. "Eléments finis stabilisés pour des écoulements diphasiques compressible-incompressible." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13872/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à la simulation numérique d'écoulements instationnaires de deux fluides visqueux non miscibles, séparés par une interface mobile. Plus particulièrement des écoulements sans choc constitués d'une phase gazeuse et d'une phase liquide sont considérés. Pour modéliser de tels écoulements, une approche dans laquelle le gaz est décrit par les équations de Navier-Stokes compressible et le liquide par les équations de Navier-Stokes incompressible est proposée. C'est le couplage de ces deux modèles qui constitue l'originalité et l'enjeu principal de de cette thèse. Pour traiter cette difficulté majeure, une méthode globale (i.e. la même dans chaque phase) et simple à mettre en oeuvre est élaborée. L'utilisation des équations de Navier-Stokes formulées de façon unifiée pour les inconnues primitives (pression, vitesse et température) constitue le point de départ pour la construction de notre méthode qui repose sur les composants suivants: une méthode d'éléments finis stabilisés pour la discrétisation spatiale des équations de Navier-Stokes; une approche Level Set pour représenter précisément l'interface dont l'équation de transport a été résolue par une méthode de type Galerkin Discontinu; et des grandeurs moyennes pour traiter les discontinuités à l'interface. Le bon comportement de notre approche est illustré sur différents tests mono et bi-dimensionnels<br>In this work, we are interested in the numerical simulation of instationnary viscous flows of two immiscible fluids, separated by a mobile interface. In particular, flows without shock composed of a gas phase and a liquid phase are considered. In order to modelize such flows, an approach in which the gaz is described by compressible Navier-Stokes equations and the liquid by incompressible Navier-Stokes équations is proposed. The coupling between these two models is the originality and the stake of this thesis. To treat this important difficulty, a global (i.e. the same for each phase) and simple method is elaborated. In our procedure we propose, using the Navier-Stokes equations formulated in set of primitives unknowns (pressure, velocity and temperature), to elaborate a strategy that relies on the follow components: the stabilized finite element method to discretize spatially the Navier-Stokes equations; the Level Set method for tracking the interface precisely with a discontinuous Galerkin method to solve the associated transport equation; and some averaged quantities to treat the discontinuities at the interface. The good behaviour of this approach is performed on both one and two spatial dimensions
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Robidou, Gaborieau Herveline. "Etude expérimentale du refroidissement diphasique à haute température par jet d'eau impactant." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10234.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude du transfert thermique par ébullition au niveau d'une plaque chaude refroidie par un jet d'eau plan, en régime stationnaire. Cette étude est motivée par l'industrie sidérurgique qui souhaite acquerir des connaissances dans ce domaine afin de mieux contrôler localement le refroidissement des plaques d'acier. A l'Université technique de Berlin, un dispositif expérimental original permettant la détermination de courbes d'ébullition locales au niveau d'une surface non mobile refroidie par un jet d'eau plan a été mis au point. Les mesures étant effectuées à température contrôlée, il est possible de d'identifier les régimes d'ébullition depuis la convection forcée jusqu'a l'ébullition en film. Les courbes d'ébullition locales ont été mesurées jusqu'à une distance de 55 mm de la ligne de stagnation, dans une gamme de vitesses de jet comprises entre 0. 5 et 1 m/s et pour des sous-refroidissements variant de 5 a 20 K. A partir des résultats expérimentaux, l'influence de cas paramètrés sur les différents régimes d'ébullition a été mise en évidence et des corrélations ont été établies, pour un jet immergé et pour un jet à surface libre. L'effet de la distance depuis l'impact est très important sur les courbes d'ébullition sauf dans le régime de l'ébullition nucléée pleinement développée. Les mesures effectuées aux basses températures sont en accord avec les résultats deja publiés dans des conditions de refroidissement stationnaire. Les mesures ont montré l'importance du régime d'ébullition de transition à l'impact. Ce régime s'étend sur une plage de température pouvant aller jusqu'a 350 K et les flux extraits peuvent être de l'ordre du flux critique. L'analyse des signaux de température montre que le début du régime d'ébullition de transition et le remouillage sont associés de fluctuations très importantes de la température qui apparaissent à des frequences tres basses
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Marty, Sylvain. "Contribution à l’étude de l’atomisation assistée d’un liquide : instabilité de cisaillement et génération du spray." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI122/document.
Full textAbstract:
L’atomisation assistée est un procédé de formation d’un spray de gouttelettes issu d’une nappe liquide sous l’action d’un courant gazeux à forte vitesse dans un injecteur. Ce procédé est très utilisé dans de nombreuses applications industrielles. Nous étudions la succession d’instabilités hydrodynamiques qui génère les gouttes du spray à l’aide d’une méthode LIF pour mesurer la fréquence des vagues et d’une sonde optique pour la granulométrie des gouttes. Nous validons expérimentalement un nouveau modèle de stabilité linéaire inviscide pour l’instabilité de cisaillement, intégrant un profil de vitesse avec déficit à l’injection. Des simulations numériques et un modèle spatio-temporel de stabilité linéaire sont utilisés pour mettre en avant de nouveaux mécanismes de déstabilisation, de croissance des vagues et de création de gouttes. Les lois d’échelles connues prédictives du diamètre moyen des gouttes en fonction du Weber gaz sont testées pour de nouvelles variables d’étude<br>Assisted atomization is a process used to form a spray of droplets. A slow liquid phase is strippedby the action of a strong gas current in order to generate the spray. This process is used in manyindustrial applications. We study the succession of hydrodynamic instabilities generating dropletsby means of a LIF method to measure the frequency and growthrate of waves, and with an opticalprobe to measure drop size and velocity. We validate experimentally a model including an interfacialvelocity deficit in the inviscid stability analysis. Experiments are compared to numerical simulationsand spatiotemporal stability analysis results : the confrontation of these three approaches is used tobring forward new mechanisms of destabilization, growth of waves and creation of drops. We assessthe influence of liquid thickness and dynamic pressure ratio on the dependency of the mean dropletdiameter with the Weber number
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Hidani, Abdelkader. "Modélisation des écoulements diphasiques en milieux poreux à plusieurs types de rochesde roches." Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4029.
Full textAbstract:
On s'intéresse à la modélisation des écoulements diphasiques de fluides immiscibles et incompressibles en milieu poreux a plusieurs types de roches. On considère que l'écoulement, dans chaque type de roche, est régi par les équations de conservation la masse couplées a la loi de darcy généralisée et a la loi de capillarite. A ces équations s'ajoutent des conditions de transmission à l'interface séparant les différents types de roches. On présente certaines méthodes permettant de modéliser les écoulements diphasiques en milieu poreux hétérogène. Puis on considère deux modèles ; des résultats d'existence et d'unicité sont établis pour ces modèles. Dans le cadre de l'homogénéisation périodique, on détermine aussi, par le moyen de la convergence a deux échelles, les modèles homogénéisés correspondants. Enfin, on présente des simulations numériques
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Chopard, Fabrice. "Etude de la distribution d'un écoulement diphasique et de la condensation d'un fluide réfrigérant dans une conduite à section rectangulaire." Aix-Marseille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX11059.
Full textAbstract:
De nouvelles mesures de la perte de charge diphasique et du taux de vide local ont ete effectuees pour ecoulement diphasique adiabatique ou en condensation dans un canal de section rectangulaire (lisse, arrangement d'obstacles en ligne ou en quinconce). Des correlations du taux de vide et du coefficient diphasique de frottement sont developpees a partir des donnees. Des comparaisons entre la chute de pression et l'intensification du transfert thermique sont presentees. Les points experimentaux sont determines dans des conditions industrielles de fonctionnement. Des cartes experimentales de repartition de taux de vide donnent des informations sur la distribution d'un ecoulement diphasique dans un arrangement d'obstacles. Nous demontrons que l'etude de la fonction densite de probabilite des fluctuations du taux de vide peut etre utilisee comme un indicateur objectif pour determiner le type de l'ecoulement diphasique en presence: ecoulement a bulles, a bouchons ou annulaire
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Masella, Jean-Marie. "Quelques méthodes numériques pour les écoulements diphasiques bi-fluide en conduites pétrolières." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066459.
Full textAbstract:
Dans cette these nous nous interessons a la resolution numerique de quelques modeles d'ecoulements diphasiques de type gaz-liquide en conduites petrolieres. Les methodes numeriques developpees sont loin de se restreindre au cadre petrolier, mais peuvent etre utilisees plus generalement dans le cadre de la discretisation de tout modele physique s'exprimant sous la forme d'un systeme hyperbolique. Nous introduisons deux modeles bi-fluide isothermes comportant une equation de masse et une equation de quantite de mouvement par phase, valables respectivement en regime stratifie et en regime disperse. Ces modeles sont hyperboliques sous une condition physiquement acceptable et s'expriment sous une forme vectorielle non-conservative. Nous definissons un nouveau schema numerique (vfroe) de type volumes finis base sur la resolution d'un probleme de riemann linearise capturant les chocs de maniere satisfaisante et ne necessitant pas de calculs analytiques. Ce schema est compare au classique schema de roe. Nous proposons et etudions alors quelques methodes numeriques non-conservatives, avec et sans splitting de flux, adaptees a la discretisation des modeles diphasiques basees sur une integration directe de type volumes finis des equations et s'appuyant sur le schema vfroe. Afin de reduire le temps calculs lie au faible nombre de mach des ecoulements, les ondes acoustiques sont implicitees. Nous proposons une discretisation des conditions aux limites de type fluide adaptee aux ecoulements instationnaires en conduites. De nombreux cas-tests numeriques academiques et pratiques montrent que ces methodes numeriques conduisent a des resultats satisfaisants.
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Billaud, Friess Marie. "Eléments finis stabilisés pour des écoulements diphasiques compressible-incompressible." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00565815.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à la simulation numérique d'écoulements instationnaires de deux fluides visqueux non miscibles, séparés par une interface mobile. Plus particulièrement des écoulements sans choc constitués d'une phase gazeuse et d'une phase liquide sont considérés. Pour modéliser de tels écoulements, une approche dans laquelle le gaz est décrit par les équations de Navier-Stokes compressible et le liquide par les équations de Navier-Stokes incompressible est proposée. C'est le couplage de ces deux modèles qui constitue l'originalité et l'enjeu principal de de cette thèse. Pour traiter cette difficulté majeure, une méthode globale (i.e. la même dans chaque phase) et simple à mettre en \oe uvre est élaborée. L'utilisation des équations de Navier-Stokes formulées de façon unifiée pour les inconnues primitives (pression, vitesse et température) constitue le point de départ pour la construction de notre méthode qui repose sur les composants suivants: - une méthode d'éléments finis stabilisés pour la discrétisation spatiale des équations de Navier-Stokes; - une approche Level Set pour représenter précisément l'interface dont l'équation de transport a été résolue par une méthode de type Galerkin Discontinu; \item et des grandeurs moyennées pour traiter les discontinuités à l'interface. Le bon comportement de notre approche est illustré sur différents tests mono et bi-dimensionnels.
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Chauvin, Corine. "Influence des forces d'interactions particulaires dans la simulation lagrangienne du comportement de particules en sédimentation et écoulements turbulents." Rouen, 1991. http://www.theses.fr/1991ROUE5037.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur la prise en compte de forces d'interactions particulaires dans une simulation lagrangienne du comportement de particules en écoulement turbulent. Les forces d'interactions hydrodynamiques sont estimées à partir de la matrice de mobilité définie dans la théorie de la sédimentation. Les chocs sont supposés parfaitement élastiques. Les résultats concernent le comportement de 2, 3, 4 ou 6 sphères en sédimentation, ainsi que le comportement d'un alignement vertical ou horizontal de 10 particules dans un écoulement turbulent homogène et isotrope. Le comportement d'un nuage de 50 particules, distribuées de manière aléatoire mais respectant une concentration donnée, est ensuite présenté
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Layssac, Thibaut. "Contribution à l'étude phénoménologique de l'ébullition convective en mini-canal." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI013.
Full textAbstract:
Les écoulements diphasiques liquide-gaz et liquide-vapeur sont présents dans de nombreuses problématiques industrielles. De fait, ils sont rencontrés dans des configurations diverses, tant en termes de dimensions que d’orientation et présentent des caractéristiques variées. Pour autant, il peut être distingué dans la littérature deux cas limites de modélisation de l’écoulement diphasique liées à son confinement : l’échelle micro et l’échelle macro. Cependant, la caractérisation de la transition entre ces deux échelles reste un enjeu majeur de compréhension de l’écoulement diphasique. De plus, les comportements thermiques en ébullition convective sont impactés par le phénomène de nucléation, fortement influencé par la géométrie de l’application et les conditions de saturations. De ce fait, l’objectif principal de la thèse est de contribuer à la compréhension des écoulements diphasiques adiabatiques et non adiabatiques à une échelle intermédiaire entre les échelles micro et macro, où les comportements tant dynamiques que thermiques sont mal définis. Pour ce faire, dans le travail présent, les effets du confinement et de l’inclinaison de l’écoulement diphasique sur les régimes d’écoulement, les chutes de pression et les échanges thermiques sont étudiés et comparés avec les observations et modèles de la littérature. Une section test inclinable de 1,6 mm de diamètre intérieur a été installée sur le banc d’essais de Charnay (2014), permettant l’étude de l’ébullition convective du R-245fa. Celle-ci permet de visualiser l’écoulement à l’intérieur de l’évaporateur ainsi que d’acquérir simultanément les chutes de pression et le champ de température de paroi extérieure. Pour ce faire, un tube en saphir chauffé par un dépôt d’ITO a été employé. Le champ de température a été obtenu par une procédure d’acquisition et de post-traitement infrarouge. Au préalable, une campagne d’essais a été menée en conditions adiabatiques sur la section de Charnay (2014). La section test présente, quant à elle, a permis deux campagnes d’essais en conditions adiabatiques et en ébullition convective. Des études menées en conditions adiabatiques est apparu un fort effet de l’inclinaison et du confinement sur les régimes d’écoulement ainsi que sur les chutes de pression. L’effet de l’inclinaison s’apparente à ce qui a pu être observé en macro-canal dans la littérature. De plus, l’inclinaison n’affecte que peu les échanges thermiques au regard des incertitudes inhérentes au dispositif infrarouge. Enfin, il est observé un effet de l’inclinaison sur le régime d’assèchement. Dans cette configuration, l’évolution temporelle du champ de température de paroi extérieure apparaît synchrone avec l’évolution dynamique de l’écoulement diphasique<br>Liquid-gas and liquid-vapour two-phase flows are encountered in a large range of industrial applications. They are observed in multiple configurations, in terms of dimension and orientation and then have various characteristics. In the literature, it can be distinguished two limit cases of the two-phase flow linked to its confinement: micro and macro-scale. Nonetheless, characterisation of the micro-to-macro scale transition is still a main issue for the comprehension of two-phase flow. In addition, thermal behaviours of flow boiling are affected by the nucleation phenomenon, which is strongly influenced by the geometry of the application and the saturation conditions. The main objective of the thesis is to contribute to the comprehension of adiabatic and diabatic two-phase flows in mini-scale, where the general behaviours are not well definite. In the present study, the effects of confinement and orientation of two-phase flows on flow patterns, pressure drops and heat exchanges are studied and compared with observations and models of the literature. An 1.6 mm inner diameter inclinable test section was installed on the test bench of Charnay (2014), which enabled to study R-245fa flow boiling. This test section enables to visualize the flow directly in the evaporator and the simultaneous acquisition of the pressure drops and the outside wall temperature field. A sapphire tube, heated by a transparent ITO coating, is unemployed to insure the transparency. The temperature field is obtained by an IR image processing. Previously, tests were led on the section of Charnay (2014) in adiabatic conditions. The present test section was used for two series of tests, led in both adiabatic and diabatic conditions. It appeared a strong effect of confinement and orientation on the flow patterns and pressure drops. The effect of the orientation is likely the same that one observed in macro-scale. In addition, the orientation slightly affects heat exchanges in comparison with the uncertainties of the IR dispositive. Finally, it is observed an effect of orientation on dryout flow pattern. In this configuration, the temperature field evolution with time is synchronized with the dynamic evolution of the two-phase flow
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Achim, Pascal. "Simulation de collisions, coalescence et rupture de gouttes par une approche lagrangienne : application aux moteurs à propergol solide." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES039.
Full textAbstract:
La dispersion de gouttelettes d'alumine liquide dans les propulseurs à propergol solide du lanceur Ariane 5 est simulée par une approche lagrangienne stochastique à une particule. L'évaluation des temps de collision, plus petits que le temps de séjour moyen des gouttes dans la chambre de combustion, a conduit à l'implantation d'un module de collisions binaires dans le code PALAS. Une étude des taux de collision en écoulement turbulent et de l'efficacité de collision a permis la construction d'une procédure dans laquelle les chocs sont simulés par une succession de processus aléatoires. Les calculs ont montré que les collisions seules affectaient peu la répartition des gouttelettes dans le propulseur ainsi que la quantité de matière piégée dans la cavité formée par la tuyère intégrée. L'hypothèse d'indépendance statistique des particules au cours des chocs est discutée. Une procédure de détermination de la vitesse de la particule rencontrée prenant en compte une fonction de corrélation de vitesses a été élaborée. Les calculs effectués sur un cas test de turbulence isotrope ont permis de mettre en évidence que l'influence des corrélations de vitesses était significative si le temps de relaxation des particules était inferieur à l'échelle intégrale temporelle de la turbulence, ce qui n'est pas le cas dans les propulseurs. Les collisions entre les gouttelettes sont accompagnées de phénomènes de coalescence et de rupture secondaire. Une étude bibliographique a permis d'isoler les mécanismes susceptibles de se produire dans les propulseurs. La coalescence conduit à une augmentation de la quantité de matière piégée dans la cavité arrière. La prise en compte de la rupture et de l'efficacité de collision permet de réduire l'influence de la coalescence. Le taux de dépôt obtenu avec le calcul complet est supérieur à celui obtenu sans prise en compte des interactions.
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Vukasin, Julien. "Modélisation des transferts de masse et de chaleur dans une cellule d'électrolyse de production de fluor." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT132.
Full textAbstract:
Modélisation des transferts de masse et de chaleur dans une cellule d'électrolyse de production de fluor. La production de fluor par électrolyse est une étape clé de la conversion de l’uranium dans l’industrie nucléaire. Afin d’optimiser ce procédé, les travaux de thèse décrits dans ce manuscrit se sont concentrés sur deux axes : le développement d’un modèle numérique de l’électrolyseur et l’étude du phénomène d’hyperpolarisation cathodique néfaste pour le bon fonctionnement de la cellule. Un modèle couplant plusieurs physiques (thermique avec solidification, diphasique, électrocinétique) a été développé et des essais expérimentaux ont été menés afin d’acquérir, d’une part, certaines propriétés physiques de l’électrolyte nécessaires aux simulations (conductivité thermique et capacité thermique à pression constante) et, d’autre part, des données expérimentales permettant de qualifier le modèle obtenu. Ce travail de modélisation a abouti à l’obtention d’un modèle 3D fiable couplant les physiques citées précédemment, ceci à l’échelle d’un pilote R&D semi-industriel. L’impact de la solidification de l’électrolyte sur le transfert de chaleur a également pu être simulé pour la première fois. Ces essais ont également permis de fournir des premières explications sur le phénomène d’hyperpolarisation cathodique en dressant des tendances claires quant à l’influence de certains paramètres de contrôle de l’électrolyseur comme le titre HF et la température de consigne<br>Computer modeling of heat transfer and mass transfer in an electrolytic cell for production of fluorineElectrolytic production of fluorine is a key step in uranium conversion for the nuclear industry. In order to improve this process, the work described in this dissertation aims at two main objectives: to build a numerical simulation of the electrolysis cell and to understand the cathodic hyperpolarization effect which lowers the productivity of the cell. A model coupling several physics (heat transfer with solidification, two-phase flow, electrokinetics) has been developed and experiments were made in order to evaluate unknown physical properties of the electrolyte (thermal conductivity and heat capacity at constant pressure). Experimental data were also acquired in order to assess the capacity of the model to simulate various phenomena occurring inside the cell. Eventually, a reliable 3D model of a semi-industrial R&D cell coupling the physics above mentioned has been obtained. The negative impact of the solidification of the electrolyte on the cooling system was simulated for the first time. Thanks to these experiments, it was also possible to determine the major trends which drive the cathodic hyperpolarization effect. The influence of HF mass fraction and temperature on this phenomenon was clearly shown
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Fartouk, Avner. "Modélisation de l'interaction entre un spray de gouttelettes d'eau et la combustion turbulente : application au procédé d'extinction d'un foyer incendie par brouillards d'eau." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2013. https://theses.hal.science/docs/00/80/21/64/PDF/Manuscrit_avner_fartouk.pdf.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la sécurité incendie, et de la prévention de départ d'un feu en environnement confiné, un objectif majeur consiste en l'amélioration des procédés d'extinction et plus précisément de la pulvérisation de brouillards d'eau qui est un moyen de lutte largement utilisé. Les simulations numériques doivent prévoir l'efficacité des brouillards en évaluant précisément l'évolution spatiotemporelle des caractéristiques du foyer incendie en présence d'un champ pulvérisé de gouttelettes. Pour déterminer les fractions massiques d'eau sous forme liquide ou vapeur, les concentrations des produits formés ainsi que les niveaux de températures en tout point du local, nous présentons ici le développement d'un modèle apte à décrire un milieu réactif dans lequel la stabilité de la flamme est altérée par la présence de gouttelettes d'eau. Un formalisme diphasique eulérien-eulérien est utilisé pour modéliser le transport des gouttelettes qui interagissent avec le milieu réactif en le refroidissant et en le diluant via l'introduction de vapeur d'eau issue du processus d'évaporation. Le modèle sousjacent est une approche de combustion à multi-fractions de mélange avec un diagramme de reconstitution des espèces mettant en compétition un domaine inflammable et un domaine non inflammable. Les modèles finalement obtenus ont été implantés dans Code_Saturne, un logiciel de mécanique des fluides qui a récemment été adapté à l'étude des incendies. La validation de ces modèles a été effectuée à partir de données expérimentales issues de la littérature, et sur des cas test d'échelle intégrale<br>In the context of fire safety and to fight against the development of a fire in a confined building, a major objective is to improve the processes of extinction and one which is widely known: spray of water mist. Numerical simulations should be able to predict the efficiency of water mist by evaluating precisely the spatio-temporal evolution of fire characteristics in the vicinity of water droplets sprayed on. In order to determine liquid or vapor mass fraction of water, the combustion products concentration as well as temperature levels everywhere in the local, we introduce here the development of a model able to describe reactive gas where the flame stability is more or less affected by the water mist. An eulerianeulerian two-phase flow formalism is used to describe water droplets which interact with the reactive gas by cooling and diluting it with water vapor coming from evaporation process. The underlying combustion model is the multi-fraction mixing approach with species determination diagram involving a competitive flammable and non-flammable domain. The final models have been implemented in Code_Saturne, a computational fluid dynamics software recently modified for fire studies. The validation of these models is performed from experimental of literature, and full scale cases
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Febres, Soria Mijail. "Flow in the vicinity of a moving contact line : theoretical and numerical investigations." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/19481/1/MFebres.pdf.
Full textAbstract:
The exact mechanism with which a fluid interface interacts dynamically with a solid surface during wetting is still open to research. Among the many subjects addressed in this field in the literature, the "moving contact line problem" is one that has been ubiquitous since at least the 1970s, where a paradox in the description of the contact line was found to exist. The paradox in a few words is the next: macroscopic hydrodynamic models using the no-slip boundary condition will predict infinite shear stress close to the contact line. The most promising studies to tackle the problem come from information provided by molecular dynamics simulations. They have confirmed that close to the contact line, the no-slip boundary condition is relaxed to some form of slip. Unfortunately, molecular simulations are still limited to very small scales in space and time, so hydrodynamic models and numerical simulations based on Navier-Stokes equations are still needed. In these simulations, the Continuum Surface Force model CSF for the calculation of the capillary contribution introduces a grid dependent contact line velocity and shear at the wall, which is a problem we proposed to solve here. In this work, we analyze the flow close to the moving contact line in the context of corner stokes-flow and explore the effects of the boundary conditions at the wall. One of these conditions offered in the literature, provides relief to the shear divergence and also opens the possibility to observe Moffatt vortices in the vicinity of the contact line, not yet seen in experiments or numerical simulations. We explore this possibility analytically and then numerically using the code JADIM. The latter task is constrained by the contamination of the velocity field by the so-called spurious velocities if the VOF method is used. To solved this inconvenient, a very promising version of the front-tracking method with lagrangian markers is implemented and enhanced to handle non-uniform distribution of markers without losing its spurious velocities elimination features. Numerical tests are conducted to validate the implementation, spurious velocities are reduce close to machine precision and comparison to benchmark data is performed obtaining good agreement. Tests including contact lines are then compared with exact solutions for shape analyzing the effect of the Bond number, showing remarkable results. Numerical experiments with this implementation close to a contact line show the existence of vortical patterns during of spreading. Finally, and based on the theoretical background developed in this work, a new sub-grid model method is proposed for macroscopic numerical simulations and implemented in the new front-tracking method of JADIM. Quantitative data is obtained and compared to numerical and experimental spreading cases revealing improvement of grid convergence and excellent agreement.