Formulation intégrale implicite pour la modélisation d'écoulements fluides en milieu encombré
Institution:
Aix-MarseilleDisciplines:
Abstract EN:
The thesis issue is the modelling of fluid flows in congsted media by solid obstacles. The purpose is to design an integral approach reconciling the local and the component global scale for the numerical simulation of the coolant flow in the nuclear reactor components. The approcah affords the advantage of embedding the local and "component" representation scales in the same formalism, in ensuring the coherence between the two scales. This technique consists of a multidimensional integral formulation of the fluid flow governing equations allowing to naturally recover the CFD (Computational Fluid Dynamics) standard fluid approach when refining the mesh. The discretization is based on a time-implicit collocated finite volume numerical scheme using a pressure-correction algorithm. The scheme is relevant for weakly compressilbe flows and preserves the positivity of both the density and the internal energy, at the discrete level. Numerous unsteady or steady numerical tests are carried out and show the integral approach ability to simulate channel flows congested by axial or transversal rods.
Abstract FR:
Le sujet de cette thèse est la modélisation d’écoulements fluides dans des milieux encombrés d’obstacles solides. L’objectif est de proposer une approche intégrale pour la simulation numérique des écoulements dans les composants des circuits thermohydrauliques d’un réacteur nucléaire. Cette approche englobe les échelles de représentation locale et « composant », et assure, par construction, la continuité entre ces deux échelles. Elle repose sur une formulation intégrale multidimensionnelle des équations de la mécanique des fluides qui dégénère naturellement vers l'approche fluide standard de la mécanique des fluides . Sa discrétisation est réalisée avec un schéma numérique aux volumes finis collocalisé en espace et semi-implicite en temps utilisant une méthode de correction de pression. Le schéma numérique est adaptées aux écoulements faiblement compressibles et assure la positivité de la masse volumique et de l'énergie interne au niveau discret. Plusieurs cas tests numériques instationnaires ou stationnaires sont traités et montrent la capacité de l'approche intégrale à gérer des écoulements encombrés de tubes axiaux ou transverses à la direction de l'écoulement.