Ecoulement diphasique transverse
L'interaction entre un écoulement diphasique liquide-gaz, comme une vague qui déferle ou comme dans un générateur de vapeur de centrale nucléaire, et une structure, comme un faisceau tubulaire, est un problème multi-physique qui nécessite une approche mixte numérique et expérimentale.
Modélisation des écoulements transverses diphasiques
La modélisation numérique des écoulements diphasiques reste un défi à l’heure actuelle. Ici à l'échelle locale, la CFD est un outil qui permet, lorsqu’il est suffisamment riche et validé, de mieux appréhender les phénomènes, en particulier lorsqu’il y a présence d’une structure (fixe ou mobile). Les travaux que nous menons vise à enrichir les modèles de l’outil neptune_cfd afin qu’il soit capable de prédire des écoulements diphasiques transverses sur une plage de taux de vide allant de 0 à 100%. Ces développements sont menés en collaboration avec l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse.
Développement de méthodologie d’interaction fluide-structure adapté aux écoulements diphasiques
Pour prendre en compte l’effet des efforts liés à l’écoulement diphasique sur la structure, des méthodes à l’état de l’art sont développés de sorte à prendre en compte le mouvement ou la déformation de la structure. Depuis plusieurs années, une méthode dite de « frontières immergées » est développée au sein du solver multiphasique neptune_cfd. Ces travaux ont permis de caractériser la déformation d’une plaque flexible soumise à l’effondrement d’un mur d’eau, à prédire la vibration d’une structure sous un écoulement diphasique, et permettront dans le futur de prédire les effets de contact et de friction d’un grand nombre d’objets (en collaboration avec l’Institut de Mécanique des Fluides et l’Université de British Columbia).
Analyse expérimentale des phénomènes et appui à la validation des outils
Pour permettre la validation des modèles et méthodes développer numériquement, plus globalement pour mieux comprendre les phénomènes à échelle locale des expériences instrumentées aussi bien coté fluide que mécanique sont nécessaires. Pour les écoulements transverses au sein d’un faisceau de tubes, une revue récente de la littérature a permis d’identifier les manques (NED, Benguigui et al 2024). De récent travaux, sur une géométrie plus simple ont permis de faire un parallèle avec l’application industrielle. Ce type de campagne, sur des géométries plus complexes étant relativement onéreux, plusieurs collaborations sont mises en place dans l’optique d’enrichir nos connaissances à travers le projet européen Go Viking ou encore un partenariat avec l’université de Guelph et le Canadian Nuclear Lab.
Collaborateurs
IMSIA : W. Benguigui
Partenaires académiques : IMFT, University of Guelph, Canadian Nuclear Laboratory
Partenaires industriels : EDF (J. Lavieville N. Merigoux, F. Baraglia, C. Pinto, J. Muller), IRSN