Modelisation physique et numerique de l'etalement d'un fluide avec solidification dans le cadre des etudes de surete pour les reacteurs a eau sous pression

par PATRICK EBERLE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Emil Hopfinger.

Soutenue en 1997

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Dans le cadre des etudes des accidents graves des reacteurs nucleaires a eau sous pression, on a besoin de comprendre et de modeliser les phenomenes d'etalement du corium avec solidification. Les essais de coulee de materiaux simulants, ainsi que les modeles simples de la litterature sont passes en revue. Nous en deduisons un modele ou les equations de conservation sont integrees sur le volume du fluide. Ce dernier modele tres interessant pour des ecoulements continus est inadapte lorsque les phenomenes sont discontinus. Un modele plus precis est alors necessaire. On presente ensuite en modele complet dont l'idee de base est d'integrer les equations de conservation sur l'epaisseur du fluide, en supposant que l'epaisseur caracteristique de la coulee est petite devant la distance d'etalement. Ce modele decrit le comportement thermohydraulique de la coulee d'une part, et d'autre part le comportement mecanique de la croute. Les phases liquides sont supposees etre stratifiees et ont un comportement de fluide newtonien. Le modele dynamique de croute repose sur une loi de comportement non-lineaire qui prend en compte les phenomenes de rupture. Cette derniere loi depend de la deformation alors que la loi de comportement d'un fluide depend du taux de deformation, il est alors necessaire de relier ces deux notions par le biais de relations supplementaires. L'operation d'integration des equations apporte des termes aux interfaces qu'il faut determiner par des lois constitutives. Nous etablissons alors des lois en se donnant un profil de vitesse et de temperature dans l'epaisseur. Le systeme d'equations precedent est discretise par une methode de volumes finis en semi-implicite. L'ensemble des modeles, ainsi que les etapes de lecture du jeu de donnees, de calcul des proprietes physiques et de resolution des equations discretisees, est integre dans le logiciel specifique thema. Les resultats du modele sont confrontes aux resultats experimentaux disponibles.


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Informations

  • Détails : 202 P.
  • Annexes : 56 REF.

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