Titre : | Simulation numérique des écoulements annulaires non-établis de type axial et tourbillonnaire-cas du transfert de matière | Type de document : | thèse | Auteurs : | Severino Rodrigues De Farias Neto, Auteur ; Patrick Legentilhomme, Auteur ; Jean-François Sini, Préfacier, etc ; G. Lauriat, Rapporteur ; Serguei Martemianov, Rapporteur ; François Coeuret ; Jack Legrand ; Mohammed Souhar | Année de publication : | 1997 | Langues : | Français (fre) | Mots-clés : | Ecoulement tourbillonnaire Espace annulaire Transfert masse Ecoulement laminaire Méthode élément fini Simulation numérique | Résumé : | Ce travail concerne la modélisation numérique de l'hydrodynamique et du transfert de matière de deux écoulements annulaires laminaires : l'écoulement axial non-établi et l'écoulement tourbillonnaire non-entretenu induit par une entrée tangentielle. Dans les deux cas, les équations de Navier-Stokes et de diffusion-convection de la matière sont résolues à l'aide du code aux éléments finis FIDAP. En écoulement axial non-établi, les champs de vitesse prédits numériquement sont en accord avec les données disponibles dans la littérature. Nous avons notamment confirmé le fait que le profil de la composante axiale de vitesse est caractérisé par deux pics au voisinage de chacun des cylindres de l'espace annulaire. Ce phénomène est principalement dû à la diffusion longitudinale de la quantité de mouvement. La résolution de l'équation de diffusion-convection nous a permis d'expliciter l'influence du terme de diffusion longitudinale de la matière qui doit absolument être pris en compte pour une prédiction correcte du transfert de masse en régimes hydrodynamique et diffusionnel non-établis. La modélisation de l'écoulement tourbillonnaire non-entretenu s'est avérée beaucoup plus délicate. En nous appuyant sur de nombreux résultats expérimentaux disponibles au laboratoire et complétés dans le présent travail par des mesures de transfert de matière, nous avons montré qu'une modélisation numérique correcte est fortement tributaire du maillage utilisé. La réalisation de celui-ci est cruciale au niveau de la résolution de l'équation de diffusion-convection. En effet, l'entrée tangentielle induit plusieurs zones de recirculation qui perturbent la couche limite de concentration, dont l'épaisseur est très variable, et donc difficile à mailler, suivant la position dans la géométrie. Cependant, nous avons pu modéliser correctement l'hydrodynamique et le transfert de matière dans le cas d'un écoulement tourbillonnaire associé à un convergent avec, en outre, une analyse de l'influence du nombre de Schmidt. | Note de contenu : | Thèse de doctorat
Spécialité : Thermique, Energétique, Génie des Procédés
Option : Génie des Procédés |
Simulation numérique des écoulements annulaires non-établis de type axial et tourbillonnaire-cas du transfert de matière [thèse] / Severino Rodrigues De Farias Neto, Auteur ; Patrick Legentilhomme, Auteur ; Jean-François Sini, Préfacier, etc ; G. Lauriat, Rapporteur ; Serguei Martemianov, Rapporteur ; François Coeuret ; Jack Legrand ; Mohammed Souhar . - 1997. Langues : Français ( fre) Mots-clés : | Ecoulement tourbillonnaire Espace annulaire Transfert masse Ecoulement laminaire Méthode élément fini Simulation numérique | Résumé : | Ce travail concerne la modélisation numérique de l'hydrodynamique et du transfert de matière de deux écoulements annulaires laminaires : l'écoulement axial non-établi et l'écoulement tourbillonnaire non-entretenu induit par une entrée tangentielle. Dans les deux cas, les équations de Navier-Stokes et de diffusion-convection de la matière sont résolues à l'aide du code aux éléments finis FIDAP. En écoulement axial non-établi, les champs de vitesse prédits numériquement sont en accord avec les données disponibles dans la littérature. Nous avons notamment confirmé le fait que le profil de la composante axiale de vitesse est caractérisé par deux pics au voisinage de chacun des cylindres de l'espace annulaire. Ce phénomène est principalement dû à la diffusion longitudinale de la quantité de mouvement. La résolution de l'équation de diffusion-convection nous a permis d'expliciter l'influence du terme de diffusion longitudinale de la matière qui doit absolument être pris en compte pour une prédiction correcte du transfert de masse en régimes hydrodynamique et diffusionnel non-établis. La modélisation de l'écoulement tourbillonnaire non-entretenu s'est avérée beaucoup plus délicate. En nous appuyant sur de nombreux résultats expérimentaux disponibles au laboratoire et complétés dans le présent travail par des mesures de transfert de matière, nous avons montré qu'une modélisation numérique correcte est fortement tributaire du maillage utilisé. La réalisation de celui-ci est cruciale au niveau de la résolution de l'équation de diffusion-convection. En effet, l'entrée tangentielle induit plusieurs zones de recirculation qui perturbent la couche limite de concentration, dont l'épaisseur est très variable, et donc difficile à mailler, suivant la position dans la géométrie. Cependant, nous avons pu modéliser correctement l'hydrodynamique et le transfert de matière dans le cas d'un écoulement tourbillonnaire associé à un convergent avec, en outre, une analyse de l'influence du nombre de Schmidt. | Note de contenu : | Thèse de doctorat
Spécialité : Thermique, Energétique, Génie des Procédés
Option : Génie des Procédés |
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