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Simulation numérique des écoulements à bulles polydispersés autour d'un obstacle


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Titre de la revue : Science and Technology of Nuclear Installations Volume : 2009 N° : ID 320738 Pagination : 22 p. Date de publication : 01/01/2009

Résumé

Ce papier s'intéresse à la modélisation d'une population de bulles polydispersée dans le cadre d'une description moyennée (moyenne d'ensemble)des écoulements diphasiques. On étudie notamment la validité de la représentation de la distribution en taille d'une population de bulles à l'aide de la méthode dite des moments au sein d'un code de CFD basé sur le modèle à deux fluides. Deux méthodes de description différentes de polydispersion sont présentées : (i) la méthode dite des moments modélisant la fonction de distribution en taille , développée à l'IRSN et (ii) la méthode de bilan de population considérant plusieurs champs de vitesse pour la phase gazeuse. La première méthode est utilisée au sein du code NEPTUNE_CFD tandis que la seconde est utilisée au sein du code ANSYS/CFX. Les deux méthodes prennent en compte les phénomènes de coalescence et rupture ainsi que les transfers de quantité de mouvement entre phases liés aux forces de traînée et de portance s'excerçant sur les bulles. Les écoulements eau-air à bulles dans une conduite cylindrique verticale comprenant un obstacle de la série d'expériences TOPFLOW réalisés à FZD sont utilisés comme cas-tests. Les résultats des simulations numériques obtenus aussi bien avec NEPTUNE_CFD qu'avec ANSYS/CFX permettent de vérifier la validité des approches. On présente des perspectives d'amélioration des modélisations et de leur validation ainsi que l'extension de leur domaine de validité.