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Modelisation Et Simulation Des Ecoulements De Contre Courant De Lhelium Superfluide Par La Methode Boltzmann Sur Reseau
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Book Synopsis Modélisation et simulation des écoulements de contre-courant de l'hélium superfluide par la méthode Boltzmann sur réseau by : Jonathan Bertolaccini
Download or read book Modélisation et simulation des écoulements de contre-courant de l'hélium superfluide par la méthode Boltzmann sur réseau written by Jonathan Bertolaccini and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les propriétés thermiques exceptionnelles de l'hélium superfluide, ou He-II, sont mises à profit pour la réfrigération cryogénique d'installations de forte puissance, bien que les mécanismes physiques sous-jacents restent mal compris. L'He-II peut être décrit à l'échelle macroscopique comme la superposition de deux fluides en interaction : un fluide normal se comportant comme un liquide ordinaire, et un superfluide sans viscosité. En présence d'une source de chaleur, un contre-courant s'établit naturellement entre ces deux composantes. L'évacuation de la chaleur par ce contre-courant est limitée par l'apparition d'instabilités dans des conditions mal comprises ; la grande dispersion des données expérimentales ne permettant pas de discriminer les différents modèles théoriques. Cette thèse examine à l'aide de simulations numériques le rôle des conditions aux bords et du couplage mutuel entre les deux composantes de l'He-II dans le déclenchement des instabilités de contre-courant.Une approche originale de type Boltzmann sur réseau a été développée pour modéliser à l'échelle mésoscopique l'interaction entre les deux composantes de l'He-II. Un code reproduisant les écoulements de contre-courant en conduite 2d et 3d a été développé et validé. Les résultats obtenus indiquent des effets d'entrée de conduite amplifiés pour la composante superfluide, qui engendrent des pertes de charge anormalement élevées. Le mécanisme responsable de ces effets d'entrée a été étudié et il est montré qu'il peut fausser la détection du seuil de transition dans des conduites trop courtes ; ceci peut expliquer en partie la dispersion des données expérimentales.Pour illustrer la puissance de l'approche dans une géométrie complexe, le sillage d'un obstacle dans un écoulement de contre-courant a été simulé. La présence de zones de recirculation des deux côtés de l'obstacle, déjà observée expérimentalement, est retrouvée et expliquée par un mécanisme original de parois virtuelles.
Book Synopsis Impact de gouttelette et changement de phase par la méthode de Boltzmann sur réseau by : Sami Ammar
Download or read book Impact de gouttelette et changement de phase par la méthode de Boltzmann sur réseau written by Sami Ammar and published by . This book was released on 2017 with total page 164 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les écoulements multiphasiques avec changement de phase et transfert de chaleur interviennent dans de nombreuses applications industrielles et processus naturels. Malgré le développement rapide des outils numériques, la simulation numérique d'écoulements fluides à plusieurs phases immiscibles demeure un défi en raison de la difficulté inhérente à suivre les interfaces. Habituellement, pour résoudre ce type d'écoulement, des méthodes numériques basées sur les équations de Navier Stokes couplées à des méthodes lagrangiennes ou eulériennes sont utilisées. Cependant, ces dernières décennies, la méthode Boltzamnn sur réseau est apparue comme une méthode prometteuse pour simuler les écoulements à géométrie complexe et à plusieurs phases. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est de développer un modèle multiphasique 3D basé sur la méthode de Boltzmann sur réseau capable d'étudier l'impact d'une gouttelette sur une surface et de traiter les changements de phase. Pour ce faire, le modèle pseudo-potentiel de Shan & Chen pour la simulation d'écoulement à plusieurs phases et plusieurs composants est utilisé comme point de départ. Cette recherche doctorale est organisée autour de trois thèmes afin de mettre en évidence les contributions. Des cas tests sont réalisés afin de valider les améliorations apportées au modèle et des applications physiques sont proposées. Le premier thème apporte une amélioration au modèle pseudo-potentiel en découplant la tension de surface et la densité. Le tenseur de pression du modèle 3D est modifié pour permettre un ajustement de la tension de surface tout en préservant la consistance thermodynamique. Dans ce thème, l'étude de l'impact d'une gouttelette sur une surface sèche et mouillée est analysée. Le thème 2 généralise la méthode de modification du tenseur de pression aux cas d'écoulements à plusieurs composants, dont la viscosité des fluides est différente. Il permet de simuler des écoulements à ratios de densité et de viscosité élevés. Enfin, le thème 3 ajoute les effets thermiques au modèle multiphasique à plusieurs composants. Le changement de phase et les échanges de chaleur entre composants sont étudiés. Pour chacun des thèmes, un article scientifique a été rédigé et soumis à un journal.
Book Synopsis Modélisation mésoscopique des écoulements avec changement de phase à partir de l'équation de Boltzmann-Enskog by : Benjamin Piaud
Download or read book Modélisation mésoscopique des écoulements avec changement de phase à partir de l'équation de Boltzmann-Enskog written by Benjamin Piaud and published by . This book was released on 2007 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse concerne la modélisation et la simulation des écoulements diphasiques avec changement de phase par des équations cinétiques de type Boltzmann. Ce travail est motivé par deux applications distinctes pour lesquelles la compréhension et l'analyse fine des mécanismes et des dynamiques de changementde phase sont nécessaires. Le premier thème concerne la mise au point de dispositifs passifs de refroidissement diphasiques pour la micro-électronique. Le seconde thématique concerne la formation de dépôts de filtration résultant de l'agrégation de particules colloïdales à la surface d'une membrane dans des procédés de filtration membranaire. Pour les applications de type colloïdal, un modèle à deux fluides est proposé en adaptant des méthodes Boltzmann-sur-Réseau de la littérature pour la résolution de l'écoulement. Enfin, dans une partie plus exploratoire, un méthode de résolution originale de l'équation de Boltzmann-Enskog est proposée afin de traiter des écoulements avec changement de phase en incluant les effets thermiques.
Book Synopsis Apport des méthodes cinétiques à la simulation d'écoulements dans les milieux poreux by : Léonard De Izarra
Download or read book Apport des méthodes cinétiques à la simulation d'écoulements dans les milieux poreux written by Léonard De Izarra and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les méthodes de Boltzmann sur réseaux (LBM) ont été appliquées avec beaucoup de succès aux écoulements hydrodynamiques en milieux poreux. Cependant, la limitation de ces méthodes aux écoulements hydrodynamiques et isothermes, les rendent insuffisantes pour simuler des écoulements de gaz dans des milieux micro-poreux. Dans ce cas, il est en effet fréquent que le libre parcours moyen des molécules du gaz, soit du même ordre de grandeur que la taille des pores dans lesquels il s'écoule. De tels écoulements ne seront alors plus en régime hydrodynamique, mais dans des régimes qualifiés de glissement et de transitionnel ; régimes pour lesquels les LBM standards ne sont plus valides. D'autre part, le caractère isotherme des LBM les rendent inutilisables, par exemple dans le cas où le gaz subit une détente à travers le milieu. Il est nécessaire, pour décrire de tels écoulements et phénomènes, de se placer au niveau cinétique. La démarche proposée repose sur la décomposition de la fonction de distribution sur la base des polynômes d'Hermite et l'emploi de la quadrature de Gauss-Hermite associée à cette projection. L'aspect systématique de ce développement amène naturellement à considérer divers ordres d'approximation de l'équation de Boltzmann-BGK sous diverses quadratures. Il résulte alors de ces différentes approximations toute une famille de discrétisations de l'équation de Boltzmann-BGK, dont les LBM classiques ne sont qu'un membre. La détermination de l'approximation la plus adaptée est réalisée par analyse systématique des résultats obtenus aux différents ordres d'approximation. Ces méthodes sont testées avec succès dans des cas modèles.
Book Synopsis Simulation d'écoulements turbulents sur profils d'ailes au moyen de la méthode de Boltzmann sur réseau by : Nicolas Pellerin
Download or read book Simulation d'écoulements turbulents sur profils d'ailes au moyen de la méthode de Boltzmann sur réseau written by Nicolas Pellerin and published by . This book was released on 2017 with total page 215 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Vers la simulation d'écoulements turbulents dans un convertisseur catalytique par la méthode de Boltzmann sur réseau by : Cyrille Seguineau de Preval
Download or read book Vers la simulation d'écoulements turbulents dans un convertisseur catalytique par la méthode de Boltzmann sur réseau written by Cyrille Seguineau de Preval and published by . This book was released on 2013 with total page 118 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Étude d'un modèle de Boltzmann sur réseau pour la simulation assistée par ordinateur des fluides à plusieurs phases immiscibles by : Sébastien Leclaire
Download or read book Étude d'un modèle de Boltzmann sur réseau pour la simulation assistée par ordinateur des fluides à plusieurs phases immiscibles written by Sébastien Leclaire and published by . This book was released on 2013 with total page 155 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Investigations expérimentales et modélisations numériques par la méthode de Lattice Boltzmann (LBM) pour l'étude des transferts dans les écoulements tourbillonnaires by : Wafik Abassi
Download or read book Investigations expérimentales et modélisations numériques par la méthode de Lattice Boltzmann (LBM) pour l'étude des transferts dans les écoulements tourbillonnaires written by Wafik Abassi and published by . This book was released on 2014 with total page 256 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail numérique et expérimental, porte sur l’étude des instabilités et sur les transferts dans deux configurations d’écoulements tourbillonnaires : Le sillage derrière un obstacle et l’écoulement de Couette-Taylor. Une simulation numérique, basée sur la méthode de « Lattice Boltzmann » (LBM), a été développée pour étudier la dynamique de l’écoulement confiné autour d’un obstacle dans une configuration géométrique 2D et 3D. Une extension de ce code a été effectuée pour simuler le transfert de masse pariétal. Par la suite, des investigations expérimentales sur les mécanismes de transferts dans le sillage d’un obstacle et dans un écoulement de Couette-Taylor ont été réalisées. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux de la simulation numérique, validant ainsi notre code développé et mettant en valeur la performance de la méthode LBM. Des résultats expérimentaux qualitatifs (visualisations) et quantitatifs (PIV et polarographie) ont été mis en place pour caractériser les écoulements tourbillonnaires étudiés. Un posttraitement des mesures réalisées par PIV, utilisant des critères de détection et la POD, a été développé. La méthode polarographique, au moyen de sondes simples et une tri-segmentée, a été utilisée pour la détermination du gradient pariétal de vitesse. Une synchronisation entre les mesures obtenues par PIV et celles déterminées par la polarographie, a permis de mieux comprendre les interactions spatiotemporelles entre les tourbillons et les parois.
