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Recherche - Valorisation

Modélisation, analyse, et simulation d’écoulements en thermohydraulique par modèles à six équations

le 7 juin 2017
15h

Soutenance de thèse de Lei Zhang

ZHANG_Lei.JPG

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Ce travail de thèse porte sur le développement d'un solveur de pression sur maillage non structuré avec variables co-localisées pour la résolution numérique des écoulements diphasiques.

Nous adoptons la méthode semi-implicite dans ce travail grâce à son efficacité et son application avec succès dans plusieurs codes industriels. De plus cette méthode est complétée par la méthode quasiment implicite en vue d'être capable d'effectuer des simulations à grands pas de temps.

Comme dans le code CUPID, nous utilisons l'interpolation de Rhie et Chow pour calculer la vitesse sur la face pour éviter le problème du mode en échiquier rencontré dans les solveurs de pression lors de la colocalisation de toutes les variables du système. Le fait de pouvoir utiliser des maillages co-localisés (structurés ou non structurés) permet de traiter les géométries complexes.

Nous détaillons la méthode semi-implicite utilisée dans notre travail, y compris le traitement de l'apparition et la disparition de phase, la discrétisation de l'équation de transport d'aire interfaciale, etc. Nous appliquons la méthode semi-implicite au modèle homogène équilibré qui suppose l'équilibre dynamique et thermique entre les deux phases.

Nous proposons des améliorations pour la méthode semi-implicite, tel que sa simplification en une étape qui conduit ensuite à la méthode quasiment implicite, et sa version conservative qui assure la conservation de masse, de quantité de mouvement et d'énergie totale du mélange. Nous étudions quelques propriétés mathématiques de la méthode semi-implicite, tel que la stabilité numérique pour les équations d'Euler et pour le modèle bi-fluide à six équations, et la préservation asymptotique pour les équations d'Euler.

Une batterie de cas tests benchmarks et de cas tests avec données expérimentales sont effectuées pour valider notre méthode numérique et évaluer son comportement. Des résultats d'intérêt physique peuvent être obtenus à partir du modèle bi-fluide malgré le fait qu'il n'est pas hyperbolique sans les termes régularisants. Ceci est dû à la diffusion numérique introduite par des méthodes numériques. Nous étudions donc la diffusion numérique à l'aide de l'outil équation équivalente. Nous utilisons la diffusion numérique pour traiter le problème de la verrue dans le cadre des équations d'Euler.

Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Salle Renaudeau, R-de-Ch. du bâtiment Laplace

Tutelles







Sous la direction de :

Mme. Anela Kumbaro
M. Jean-Michel Ghidaglia

Jury

M. Roland Masson  (Rapporteur)
M. Raphaël Loubère (Rapporteur)
M. Jean-Michel Rovarch (Examinateur)
M. Imad Toumi (Examinateur)
M. Alain Trouvé (Examinateur)

Mots-clés

Ecoulements diphasiques
Modèle bi-fluide à six équations
Méthode semi-implicite
Maillage non structuré
Faible nombre de Mach
Diffusion numérique



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