Etude numérique de l'influence de la convection thermosolutale sur la solidification dirigée d'un alliage binaire dans un creuset cylindrique

par Christophe Le Marec

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Bernard Billia.

Soutenue en 1996

à Aix Marseille 3 .


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  • Résumé

    Cette these concerne l'etude numerique de la convection thermosolutale lors de la solidification dirigee d'un alliage binaire pb-30%tl en creuset cylindrique dans la configuration bridgman vertical avec tirage vers le haut. Nous avons developpe parallelement deux codes pour resoudre les equations de navier-stokes incompressibles et instationnaires: le premier concerne le cas cartesien bidimensionnel et le second est ecrit en coordonnees cylindriques. Une methode de collocation fourier-tchebycheff est utilisee pour la resolution spatiale. Deux situations sont envisagees: dans la premiere, concernant le cas bidimensionnel, nous etudions l'influence du confinement lateral et du nombre de rayleigh solutal sur la nature de la bifurcation convective, les segregations radiale et axiale et le regime instationnaire. L'effet destabilisant d'un gradient thermique horizontal est egalement considere. Dans la deuxieme configuration, qui se rapporte a l'experience, nous etudions l'influence des ecoulements sur la composition du cristal. Trois types de structure convective, correspondant aux trois premieres structures trouvees par l'analyse lineaire de stabilite, ont ete determinees numeriquement. Pour un petit rapport de forme, nous etudions la variation de la macrosegregation radiale en fonction du nombre de rayleigh solutal. Pour un rapport de forme plus grand, nous effectuons plusieurs tests de stabilite pour des solutions de degre de symetrie eleve. Nous comparons nos resultats avec ceux des experiences et un accord general est degage

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Informations

  • Détails : 189 p.

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 2371/A-B
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