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Thèse soutenue

Modélisation de la thermohydraulique d'un écoulement turbulent de sodium transverse à un faisceau de tubes

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Auteur / Autrice : Rofaïda Lahrech
Direction : Bernard Gay
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Turbulence

Résumé

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Ce travail de thèse concerne l'étude locale de la thermohydraulique des écoulements turbulents de sodium transverses à des faisceaux de tubes, chauffes, confinés entre deux parois latérales. Afin de prédire le comportement hydraulique, on a utilisé les deux modèles de turbulence 'k-epsilon' et 'longueur de mélange'. On s'est intéressé plus particulièrement à la détection et quantification des phénomènes périodiques générés par de tels écoulements. Les modèles utilisés ont été validés sur une maquette hydraulique en eau, 'vulcain', qui permet d'apprécier les caractéristiques de l'écoulement périodique transverse à une nappe de tubes pour trois pas différents. Pour l'aspect thermique, on a distingué les fluctuations de température dues aux phénomènes périodiques des fluctuations turbulentes qu'on résout à partir de l'équation de transport de la variance de fluctuation de température (teta 2) ; la diffusivité thermique turbulente est exprimée à partir d'un nombre de prandlt turbulent et la modélisation du terme de dissipation est basée sur le rapport des temps de décroissance de la turbulence thermique à la turbulence dynamique. L'équation de 'teta 2' a été développée pour chacun des modèles 'k-epsilon' et 'longueur de mélange''. Cette modélisation a été comparée aux résultats expérimentaux sur une maquette en sodium 'hephaistos' qui permet de déterminer les distributions locales de température dans un écoulement bidimensionnel perpendiculaire à une nappe de tubes chauffes électriquement. Les résultats obtenus montrent que le modèle 'longueur de mélange' fournit les meilleurs accords calculs-expérience.