BEGIN:VCALENDAR VERSION:2.0 PRODID:-//wp-events-plugin.com//7.2.3.1//EN TZID:Europe/Paris X-WR-TIMEZONE:Europe/Paris BEGIN:VEVENT UID:2546@i2m.univ-amu.fr DTSTART;TZID=Europe/Paris:20181108T000000 DTEND;TZID=Europe/Paris:20181108T000000 DTSTAMP:20241209T215253Z URL:https://www.i2m.univ-amu.fr/evenements/contribution-a-la-simulation-d- ecoulements-diphasiques-compressibles-a-faible-vitesse-en-presence-de-saut s-de-pression-par-approches-homogene-et-bi-fluide/ SUMMARY:David Iampietro (EDF R&D): Contribution à la simulation d'écoulem ents diphasiques compressibles à faible vitesse en présence de sauts de pression par approches homogène et bi-fluide DESCRIPTION:David Iampietro: Contribution à la simulation d'écoulements d iphasiques compressibles à faible vitesse en présence de sauts de pressi on par approches homogène et bi-fluide.\nLes travaux de la thèse sont ax és sur le développement de méthodes numériques pour les écoulements d iphasiques\, compressibles\, à faible vitesse\, prenant en compte l’ ap parition sou- daine de forts gradients de pression. La vitesse matérielle de chacune des phases étant très petite devant la vitesse du son associ ée aux ondes acoustiques\, l’écoulement étudié est caractéristique d’un régime dit à faible nombre de Mach. Beaucoup de travaux de la lit térature se basent sur une analyse asymptotique en faisant tendre le nomb re de Mach vers zéro pour aboutir à des modèles dits incompressibles. D ans le cadre de la thèse\, la compressibilité de chacune des phases sera systématiquement prise en compte. Néanmoins\, que celle-ci soit analyti que ou tabulée\, la loi d’état contient toujours une information relat ive à la raideur thermodynamique mesurant la plus ou moins grande compres sibilité de la phase considérée. Ainsi\, dans le cadre d’écoulements eau-vapeur\, la phase liquide est très faiblement compressible. D’un p oint de vue dynamique\, la faible compressibilité de l’eau peut produir e un régime d’écoulement particulier où des sauts de pression importa nts apparaissent même si le nombre de Mach est très faible. Ceci est ré gulièrement observé et mesuré dans le cadre de l’étude de transitoir es rapides appelés coups de bélier. La première partie de la thèse s ’est focalisée sur un modèle diphasique dit homogène-équilibré. Les deux phases de l’écoulement ont alors la même vitesse\, pression\, te mpérature ainsi que le même po- tentiel chimique. On observe alors l’ évolution de l’écoulement uniquement à travers des variables dites de mélange. Dans ce contexte\, un premier travail a été dédié à la con struction et à l’évaluation de solveurs de Riemann approchés dits tou t-nombre-de-Mach. Lors qu’aucun transitoire rapide ne vient perturber l ’écoulement\, ces solveurs ont la capacité de baser leur contrainte de pas de temps sur la vitesse des ondes matérielles lentes et restent donc précis pour suivre les fronts as- sociés à ces ondes. En revanche\, lo rsqu’une onde de choc\, caractérisée par un saut de pression important et une vitesse de propagation élevée traverse l’écoulement\, ces sol veurs s’adaptent automatiquement pour capturer la bonne position du choc ainsi que les bons niveaux de pression de part et d’autre du front. La seconde partie de la thèse s’est focalisée sur la prise en compte du c ouplage convection-source dans le cadre des modèles en approche bi-fluide s. Dans ces modèles\, les deux phases de l’écoulement possèdent leur propre jeu de variables pression\, vitesse\, température et taux de prés ence. Contrairement au modèle homogène\, la valeur des trois premières variables ainsi que du potentiel chimique peut a priori différer entre le s deux phases. Aussi\, les modèles bi-fluides incluent généralement la présence de termes sources de relaxation afin de garantir un retour rapid e vers l’équilibre mécanique et thermodynamique. Le cadre de travail a été le modèle simplifié à cinq équations appelé Baer-Nunziato isen tropique au sein duquel seules les relaxations en pression et en vitesse s ont considérées. Un schéma implicite à mailles décalées\, basé sur l’influence des termes sources dans des problèmes de Riemann linéaires \, a été proposé pour ce modèle. De plus\, une analyse sur la prise en compte de l’équilibre asymptotique dans la partie convective des modè les bi-fluides a été également conduite.\n\nMots clés : Méthodes num ériques\, Écoulements basse vitesse compressibles\, Écoulements diphasi ques\, Sauts de pression\, Relaxation\, Modèles bi-fluides.\n\nContributi on to the simulation of low-velocity compressible two-phase flows with hig h pressure jumps using homogeneous and two-fluid approaches\nThe present w ork focuses on the development of numerical methods for low-material veloc ity compressible two-phase flows with high pressure jumps. In this context \, the material velocity of both phases is small compared with the celerit y of the acoustic waves. The flow is said to be a low-Mach number flow. By making the Mach number tend towards zero\, many authors in the literature perform an asymptotic analysis of the conservation laws at stake. Incompr essible models are then derived. In this work\, compressibility of both ph ases is systematically considered. Nevertheless\, either analytical or tab ulated\, the equation of state always contains information related to the thermodynamical stiffness of the fluid. Such a stiffness can be seen as a measure of the compressibility of the considered phase. Thus\, for two-pha se flows involving sub-cooled liquid water and over-heated vapor\, the liq uid phase is known to be slightly compressible. When sudden events occur s uch as valve closures\, the low-compressibility of liquid water may lead t o fast transients in which high pressure jumps are produced even if the fl ow Mach number is low. This is often observed experimentally through the s tudy of water hammer events. The first part of this work has leaned on two -phase homogeneous-equilibrium models. Thus\, both phases have the same ve locity\, pressure\, temperature as well as the same chemical potential. Th e evolution of the flow is observed only through mixture variables. The co nstruction and the evaluation of what is called an all-Mach-number approxi mate Riemann solver has been conducted. When no fast transients come throu gh the flow\, the above solvers enable computations with CFL conditions ba sed on low-material velocities. As a result\, they remain accurate to foll ow slow material interfaces\, or subsonic contact discontinuities. However \, when fast shock waves associated with high pressure jumps propagate\, t hese solvers automatically adapt in order to capture the position of the s hock front as well as the right pressure levels. The second part of the th esis has been dedicated to the design of numerical methods enhancing the c oupling between convection and relaxation in two-fluid models. In such mod els\, both phases have their own set of variables : velocity\, pressure\, temperature and void fraction. Contrary to homogeneous models\, the mechan ical and thermodynamical equilibriums are not imposed\, and the value of v elocity\, pressure\, temperature and chemical potential between both phase s may differ. Convergence towards equilibrium is ensured by adding relaxat ion source terms in these models. For the sake of simplicity\, the framewo rk has been restricted to the isentropic Baer-Nunziato model with velocity -pressure relaxations. A time-implicit staggered scheme\, based on the inf luence of relaxation source terms on linear Riemann problems has been prop osed. What is more\, an asymptotic analysis dealing with the integration o f relaxation source terms into the convective part of the two-phase flow m odel has been carried out.\n\nKeywords: Numerical methods\, Low-velocity c ompressible flows\, Two-phase flows\, Pressure jumps\, Relaxation\, Two-fl uid models.\n*Membres du jury :\n- Directeur de thèse : Jean-Marc HÉRARD (Ingénieur chercheur sénior\, EDF R&\;D)\n- Encadrant industriel : F rédéric DAUDE (Ingénieur chercheur\, EDF R&\;D)\nRapporteurs\n- Mme Edwige Godlewski\, Professeur\, Université Pierre et Marie Curie (Paris 6 )\n- Mme Marie-Hélène Vignal\, Maître de conférences\, Université Pau l Sabatier (Toulouse 3)\nExaminateurs\n- M. Christophe Berthon\, Professeu r\, Université de Nantes\n- Mme Raphaèle Herbin\, Professeur\, I2M\, Aix -Marseille Université\n- M. Siegfried Müller\, Professeur\, RWTH Aachen University\n- M. Khaled Saleh\, Maître de conférences\, Université Clau de Bernard (Lyon 1)\n\nthèse de David Iampietro\n\n-\nLiens :\n- theses.f r\n- Fiche de l'ED184 CATEGORIES:Soutenance de thèse,Analyse Appliquée END:VEVENT BEGIN:VTIMEZONE TZID:Europe/Paris X-LIC-LOCATION:Europe/Paris BEGIN:STANDARD DTSTART:20181028T020000 TZOFFSETFROM:+0200 TZOFFSETTO:+0100 TZNAME:CET END:STANDARD END:VTIMEZONE END:VCALENDAR