Modelisation et simulation numerique de l'evaporation et de la combustion de gouttes a haute pression

par PATRICK LAFON

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de I. GOKALP.

Soutenue en 1994

à Orléans .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objet de cette these concerne le probleme de l'evaporation et de la combustion de gouttes a haute pression. Le travail a porte sur la modelisation du probleme et sur la simulation numerique. Une premiere partie du travail a ete de realiser une etude bibliographique critique sur le sujet, destinee a la fois a faire un etat des connaissances et a degager des axes de recherche. Nous nous sommes ainsi, dans un premier temps, attaches a la simulation du processus en l'absence de gravite et d'ecoulement convectif pour des conditions de pression tres elevees. Nous avons du alors envisager deux regimes d'evaporation, respectivement subcritique et supercritique, en fonction de l'existence ou non a la surface de la goutte d'une interface en equilibre thermodynamique. Nous avons pu appliquer notre modele a la vaporisation et a la combustion de gouttes d'oxygene dans de l'hydrogene gazeux et comparer ces resultats avec ceux issus d'autres simulations numeriques. Nous avons simule le processus de vaporisation de gouttes d'hydrocarbures, simulations permettant une validation du modele avec plusieurs resultats experimentaux. Ainsi, nous avons pu degager la predominance des effets diffusifs sur le mecanisme global. En outre, les resultats du modele monodimensionnel montrent que le regime supercritique de vaporisation est atteint quasiment instantanement lorsque pression et temperature du milieu ambiant sont elevees. Nous avons alors developpe un modele bidimensionnel destine a la simulation de l'evaporation et de la deformation d'une poche de gaz dense dans une atmosphere convective. Le modele apporte quelques elements de reponse sur le processus. En parallele aux developpements de ces deux modeles, nous avons etabli une formulation originale des grandeurs thermodynamiques qui pourra etre reprise lors de travaux ulterieurs concernant des ecoulements au comportement thermodynamique non-ideal


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Informations

  • Détails : 260 P.
  • Annexes : 117 REF.

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