Simulation numérique d'ondes de choc dans un milieu bifluide : application à l'explosion vapeur / Théo Corot ; sous la direction de Bertrand Mercier

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Pression de vapeur -- Simulation par ordinateur

Ondes de choc -- Simulation par ordinateur

Euler, Équations d' -- Solutions numériques

Gaz, Dynamique des -- Modèles mathématiques

Hydrodynamique -- Modèles mathématiques

Classification Dewey : 621.402 1

Classification Dewey : 532.059 3

Classification Dewey : 541.369

Mercier, Bertrand (1949-.... ; mathématicien) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Després, Bruno (1965-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Maire, Pierre-Henri (1986-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Loubère, Raphaël (1974-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Dubois, François (1958-.... ; mathématicien) (Membre du jury / opponent)

Forestier, Alain (Membre du jury / opponent)

Faccanoni, Gloria (1978-...) (Membre du jury / opponent)

Conservatoire national des arts et métiers (France ; 1794-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire modélisation mathématique et numérique (Paris) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Cette thèse s'intéresse à la simulation numérique de l'explosion vapeur. Ce phénomène correspond à une vaporisation instantanée d'un volume d'eau liquide entraînant un choc de pression. Nous nous y intéressons dans le cadre de la sûreté nucléaire. En effet, lors d'un accident entraînant la fusion du cœur du réacteur, du métal fondu pourrait interagir avec de l'eau liquide et entraîner un tel choc. On voudrait alors connaître l'ampleur de ce phénomène et les risques d'endommagements de la centrale qu'il implique. Pour y parvenir, nous utilisons pour modèle les équations d'Euler dans un cadre Lagrangien. Cette description a l'avantage de suivre les fluides au cours du temps et donc de parfaitement conserver les interfaces entre l'eau liquide et sa vapeur. Pour résoudre numériquement les équations obtenues, nous développons un nouveau schéma de type Godunov utilisant des flux nodaux. Le solveur nodal développé durant cette thèse ne dépend que de la répartition angulaire des variables physiques autour du nœud. De plus, nous nous intéressons aux changements de phase liquide-vapeur. Nous proposons une méthode pour les prendre en compte et mettons en avant les avantages qu'il y a à l'implémentation de ce phénomène dans un algorithme Lagrangien.

Résumé / Abstract : This thesis studies numerical simulation of steam explosion. This phenomenon correspond to a fast vaporization of a liquid leading to a pressure shock. It is of interest in the nuclear safety field. During a core-meltdown crisis, molten fuel rods interacting with water could lead to steam explosion. Consequently we want to evaluate the risks created by this phenomenon.In order to do it, we use Euler equations written in a Lagrangian form. This description has the advantage of following the fluid motion and consequently preserves interfaces between the liquid and its vapor. To solve these equations, we develop a new Godunov type scheme using nodal fluxes. The nodal solver developed here only depends on the angular repartition of the physical variables around the node.Moreover, we study liquid-vapor phase changes. We describe a method to take it into account and highlight the advantages of using this method into a Lagrangian framework.