Simulation numerique des ecoulements annulaires non-etablis de types axial et tourbillonnaire - cas du transfert de matiere

par SEVERINO RODRIGUES DE FARIAS NETO

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Patrick Legentilhomme.

Soutenue en 1997

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail concerne la modelisation numerique de l'hydrodynamique et du transfert de matiere de deux ecoulements annulaires laminaires : l'ecoulement axial non-etabli et l'ecoulement tourbillonnaire non-entretenu induit par une entree tangentielle. Dans les deux cas, les equations de navier-stokes et de diffusion-convection de la matiere sont resolues a l'aide du code aux elements finis fidap. En ecoulement axial non-etabli, les champs de vitesse predits numeriquement sont en accord avec les donnees disponibles dans la litterature. Nous avons notamment confirme le fait que le profil de la composante axiale de vitesse est caracterise par deux pics au voisinage de chacun des cylindres de l'espace annulaire. Ce phenomene est principalement du a la diffusion longitudinale de la quantite de mouvement. La resolution de l'equation de diffusion-convection nous a permis d'expliciter l'influence du terme de diffusion longitudinale de la matiere qui doit absolument etre pris en compte pour une prediction correcte du transfert de masse en regimes hydrodynamique et diffusionnel non-etablis. La modelisation de l'ecoulement tourbillonnaire non-entretenu s'est averee beaucoup plus delicate. En nous appuyant sur de nombreux resultats experimentaux disponibles au laboratoire et completes dans le present travail par des mesures de transfert de matiere, nous avons montre qu'une modelisation numerique correcte est fortement tributaire du maillage utilise. La realisation de celui-ci est cruciale au niveau de la resolution de l'equation de diffusion-convection. En effet, l'entree tangentielle induit plusieurs zones de recirculation qui perturbent la couche limite de concentration, dont l'epaisseur est tres variable, et donc difficile a mailler, suivant la position dans la geometrie. Cependant, nous avons pu modeliser correctement l'hydrodynamique et le transfert de matiere dans le cas d'un ecoulement tourbillonnaire associe a un convergent avec, en outre, une analyse de l'influence du nombre de schmidt.


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  • Détails : 270 P.
  • Annexes : 116 REF.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1663 bis
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1663
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 97 NANT 2051
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
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  • Cote : 97 NANT 2051
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