Modelisation macroscopique et simulation numerique de la solidification des melanges binaires

par PATRICK BOUSQUET MELOU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Dominique Gobin.

Soutenue en 2000

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Cette these porte sur la modelisation macroscopique et la simulation numerique de la solidification des melanges binaires. L'etude s'interesse a la croissance d'une zone solide-liquide (zone pateuse), representee par un milieu poreux heterogene. Un modele, decrivant les transferts de quantite de mouvement, de chaleur et de masse, au cours du changement de phase, est etabli par prise de moyenne volumique des equations microscopiques de transport. Chacune des proprietes effectives du melange (permeabilite, diffusivites effectives, coefficients d'echange) est definie par un probleme de fermeture. Ainsi, les effets de la geometrie locale de la zone pateuse (tortuosite) et des phenomenes microscopiques de transfert (dispersion, echange interfacial) sont traduits a notre connaissance pour la premiere fois dans la definition de ces proprietes et pris en compte dans l'expression des equations moyennees. Si le modele macroscopique est fonde sur l'hypothese d'equilibre thermique local, une description diphasique des transferts de masse est en revanche introduite, par la definition d'un coefficient d'echange dans le solide et le liquide. Une methode numerique de volumes finis est ensuite elaboree pour la resolution du modele. Un choix particulier d'inconnues (concentrations superficielles) permet de construire un algorithme stable, qui se distingue des schemas a deux pas de temps developpes jusqu'a present pour la resolution des modeles multiphasiques. La simulation de la solidification du melange nh 4cl-h 2o, dans une cavite, illustre le potentiel du modele physique et met en evidence un couplage important entre les structures d'ecoulement et la macrosegregation au cours du changement de phase.


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Informations

  • Détails : 210 p.
  • Annexes : 167 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 2000
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