Simulation numérique de l'ablation liquide

Numerical simulation of liquid ablation

• Auteur / Autrice : Manuel Latige
• Direction : Thierry Colin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées et calcul scientifique
• Date : Soutenance le 04/09/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Bordeaux - Institut de Mathématiques de Bordeaux / IMB - MC2
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Angelo Iollo, Gérard Gallice
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cédric Galusinski, Bertrand Maury
• DOI : 10.70675/28b375c3z2777z4396z8cf0z16e6cf852bff

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement diphasique

Ablation (aérothermodynamique)

Transitions de phases

Mots clés libres

Ecoulement diphasique

Navier-Stokes compressible

Low Mach

Thermique multimatériaux

Problème de Stefan

Diphasic Flow

Interface

Compressible Navier-Stokes

Low Mach

Stefan problem

Résumé

Lors de la phase de rentrée atmosphérique d'une sonde spatiale, la paroi du corps est le siège de phénomènes physico-chimiques complexes. Nous nous intéressons dans cette thèse au cas où le matériau solide de l'objet de vol comporte plusieurs constituants s'ablatant de façon différentielle. En particulier, l'un de ces constituants subit un changement de phase donnant lieu à l'apparition d'une phase liquide. Nous sommes en présence de trois phases : solide, liquide et gaz. Les travaux effectués dans cette thèse correspondent au développement de méthodes numériques en 2D capables de modéliser les différentes interfaces en présence ainsi que l'évolution des fluides ou des matériaux séparés par celle-ci. L'enjeu principal de la thèse est de proposer des méthodes et des algorithmes de couplage pour l'écoulement diphasique, la thermique multimatériaux et les changements de phase (fusion et sublimation)

During atmospheric reentry phase of a spacecraft, its body surface is the seat of complex physico-chemical phenomena. We focus in this thesis on the case where the wall of the flying object has several components ablating differentially. In particular, one of those components undergoes a phase change giving the rise to the introduction of a liquid phase. We have three phases in the domain: solid, liquid and gas phases.The work done in this thesis corresponds to the development of 2D numerical methods which can modelize the different interfaces. The main issue of this thesis is to propose methods and algorithms for coupling the two-phase flow, multi-material heat problems and phase changes (melting and sublimation).