Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels




Nos tutelles

CNRS

Nos partenaires

Rechercher


Accueil > Équipes > Équipe MOST : MOdélisation et Simulation de la Turbulence > Travaux de recherches

Axe 1 - Simulation numérique de l’ébullition nucléée : analyse de l’influence du contact liquide-vapeur-solide

Thèse de Savinien Pertant

Financement : ED IMEP2

L’ébullition nucléée est un phénomène intervenant dans de nombreux procédés industriels permettant d’échanger d’importantes quantités d’énergie en exploitant la chaleur latente d’un fluide caloporteur. La nucléation des bulles sur la paroi chauffée étant dépendante des propriétés de mouillage, une optimisation des échanges thermiques passe donc par une compréhension détaillée de la dynamique des bulles se formant sur la paroi. L’intersection entre l’interface liquide-vapeur et la paroi solide, nommée ligne triple, ainsi que l’angle de contact entre l’interface et la paroi sont au cœur de cette étude. La simulation numérique directe a été choisie pour étudier les petites échelles spatiales et temporelles du processus. Une méthode Level Set conservative est employée, assurant une reconstruction précise de l’interface et la conservation du volume de liquide.

Les premiers travaux réalisés ont consisté au développement d’une méthode numérique dans le code à faible nombre de Mach YALES2 pour simuler la dynamique d’une ligne triple sur un maillage non structuré avec imposition d’un angle de contact. Ceci a nécessité l’adaptation du solveur diphasique de YALES2 pour conserver la précision des grandeurs relatives à l’interface (normale et courbure) proche de la paroi. Ces développements ont été validés sur un cas test académique.

La poursuite de ces travaux réside dans l’ajout du changement de phase, déjà implémenté dans un solveur dédié à la croissance d’une bulle dans un liquide surchauffé mais sans paroi. Ce couplage permettra la simulation d’une bulle grossissant sur une paroi chauffée, puis décollant avec l’effet de flottabilité. Un travail de modélisation sera nécessaire pour tenir compte des phénomènes thermiques et dynamiques intervenant à proximité de la ligne triple et ne pouvant être résolus sur la grille. Enfin, l’étude numérique de l’influence des propriétés de la paroi sur le transfert thermique sera effectuée.

Publications

Sorry, but your query didn't produce any results!