Modélisation multi-échelles multi-physique des liquides de refroidissement à base de sels fondus et leurs applications.
Mauricio Tano-Retamale, LPSC, Grenoble
Contact : Cyrille Bonamy
Résumé
Le présent séminaire abordera des aspects multi-physiques et multi-échelles de la modélisation des caloporteur de type sels fondus. Ces caloporteurs ont été récemment proposés pour des applications énergétiques, telles que les unités de stockage d’énergie thermique, les installations de concentration solaire et la production d’énergie nucléaire, entre autres. Ces types de colporteurs sont ainsi intéressants car ils nous permettent d’augmenter les températures de fonctionnement des systèmes énergétiques, sans une augmentation sensible de la pression ou des processus de dégradation thermique. Par conséquence, ça nous permette d’augmenter les rendement dans la conversion de l’énergie, tout en réduisant potentiellement les contraintes mécaniques des matériaux. Au cours de ce séminaire, je présenterai les travaux de recherche sur les sels fondus que nous avons effectués au cours de mon doctorat au LPSC-Grenoble au cours des années 2015-2018.
Dans la première partie du séminaire, une idée générale des modèles nécessaires pour les colporteurs de type sels fondus sera présentée. Ensuite, la modélisation de la turbulence et le processus de changement de phase seront abordés plus en détail. En premier lieu, on examinera le développement de la turbulence dans les sels fondus. Dans cette section, nous examinerons un ensemble de modèles turbulents de type RANS non-linear eddy viscosity. Ces modèles offrent un bon compromis entre précision et les coûts de calcul, ce qui les rend très utiles pour les tâches de conception. De plus, le outil GEATFOAM sera présenté. Il s’agit d’un outil développé sur la plate-forme OpenFOAM® qui nous permet de générer automatiquement des modèles RANS non-linear eddy viscosity adaptés pour des conditions d’écoulement spécifiées a priori. Dans la section suivante, nous examinerons les aspects multi-échelles du processus de changement de phase (solidification / fusion) des sels fondus. Un modèle multi-échelles couplé, capable de capturer l’influence des différentes échelles au cours du processus de changement de phase sera présenté. Les détails de l’implémentation numérique de ce modèle dans OpenFOAM® seront également fournis. De plus, les expériences qui nous ont permis de tester les modèles développés seront également présentées pour les modèles de turbulence et de changement de phase..
En résumé, l’objectif principal de ce séminaire est de présenter les progrès scientifiques réalisés dans la modélisation des liquides de refroidissement à sels fondus, ainsi que les points ouvertes auxquelles il faut répondre pour envisager de nouvelles améliorations de la technologie des sels fondus.