Modelisation des desequilibres thermiques dans les ecoulements de gaz rarefies

Thermal nonequilibrium modelling in rarefied gas flows

• Auteur / Autrice : Isabelle Choquet
• Direction : Jean-Claude Lengrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette etude requiert la connaissance de probabilites individuelles de transfert d'energie, entre les modes internes et le mode de translation, figurant dans le noyau de collision de l'equation de boltzmann. Dans cette etude, nous considerons les energies internes de rotation (supposee continue) et de vibration (supposee continue ou discrete). Usuellement, les probabilites cherchees sont issues de probabilites moyennes supposees connues grace aux relations de bird. Ceci nous conduit, dans un premier temps, a etablir le lien entre ces relations et le noyau de collision de l'equation de boltzmann. Ensuite, une nouvelle methode de resolution de ce probleme est proposee. Celle-ci fait appel a la transformation de laplace; elle permet de calculer la probabilite individuelle de maniere exacte et de traiter simplement le cas d'une energie interne discrete. Nous montrons ainsi que les modeles proposes anterieurement par larsen-borgnakke et boyd constituent des cas particuliers de notre approche. Nous introduisons une seconde approche basee sur la mecanique quantique afin d'obtenir un modele de transfert vibration-translation couvrant un domaine de validite tres vaste. Les modeles proposes sont valides par un cas test homogene en espace dans le cadre de la simulation numerique directe monte carlo. Les modeles ainsi selectionnes font alors l'objet d'un cas test inhomogene en espace autour d'un sphere cylindre a mach 25