Simulation numérique des écoulements unidimensionnels instationnaires avec autovaporisation

par ERIC FAUCHER

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Michel Barret.

Soutenue en 2000

à Paris 12 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Afin d'etudier le comportement des organes de robinetterie, notamment des soupapes de surete a ressort, en conditions accidentelles, on s'est interesse a la simulation des ecoulements avec autovaporisation. Ces ecoulements diphasiques sont susceptibles d'etre rencontres dans toute installation industrielle utilisant des liquides sous pression. Dans le cas de l'ouverture d'une soupape, la dynamique du clapet est particulierement sensible aux variations de la pression sous celui-ci. Il est donc indispensable de pouvoir simuler precisement des transitoires tres rapides. Cette recherche a ete menee selon deux axes : 1 o) la modelisation physique du mecanisme de vaporisation par depressurisation. 2 o) la simulation numerique des modeles dans le cas d'ecoulements fortement instationnaires. D'un point de vue physique, deux modeles d'autovaporisation ont ete etudies ; le modele homogene relaxe (hrm), propose par bilicki et al. , et le modele developpe par jones et al. . Ils supposent tous les deux l'egalite des pressions et des vitesses dans les phases liquide et gazeuse, et que la vapeur apparait dans les conditions de saturation. Une comparaison des resultats de ces modeles a ete effectuee dans le cas d'ecoulements stationnaires, en s'appuyant sur les donnees experimentales mesurees sur la boucle super moby-dick du commissariat a l'energie atomique (cea) de grenoble. Concernant l'aspect numerique, il est a noter que si les systemes d'equations obtenus a partir de ces modeles sont non conservatifs, dans le cas unidimensionnel, a cause de la presence des termes de variation de la section en espace et en temps, ils presentent l'avantage d'etre inconditionnellement hyperboliques. Les schemas numeriques de type volumes finis sont donc parfaitement adaptes pour leur resolution. Deux difficultes importantes a prendre en compte sont la presence de termes sources raides, et l'utilisation de lois d'etat complexes pour des fluides reels. Trois schemas numeriques ont ete testes, vfroe en variables non conservatives, le schema de rusanov, et une version modifiee du schema de roe. Une attention particuliere a ete portee sur le calcul des conditions aux limites. Une etude comparative detaillee des performances de chaque schema a ete menee pour des ecoulements instationnaires et stationnaires gazeux, liquides et diphasiques.


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Informations

  • Détails : 288 p.
  • Annexes : 103 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Est Créteil Val de Marne. Service commun de la documentation. Section multidisciplinaire.
  • Disponible pour le PEB
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