Simulation par Dynamique Moléculaire des Propriétés de Transport (Masse et Chaleur) de Fluides Confinés.

Transport properties (mass and heat) of confined fluids by molecular dynamics simulations.

• Auteur / Autrice : Rachid Hannaoui
• Direction : Guillaume Galliéro, Christian Boned
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 19/06/2012
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lennard-Jones, Potentiel de

Dynamique moléculaire

Matériaux poreux

Thermodynamique hors équilibre

Transfert de masse

Mots clés libres

Dynamique moléculaire hors équilibre

Sphères de Lennard-Jones

Thermodiffusion

Effet Soret

Diffusion de masse

Conductivité thermique

Propriétés de transport

Milieu poreux

Mélanges isotopiques

Non-equilibrium molecular dynamics

Lennard-Jones spheres

Thermal diffusion

Soret effect

Mass diffusion

Thermal conductivity

Transport properties

Porous medium

Isotopic mixtures

Résumé

Le comportement d’un fluide confiné dans un milieu poreux peu perméable (micro- and méso-pores) a été étudié en ce qui concerne ses propriétés de diffusion de masse, de conductivité thermique et de thermodiffusion. Pour ce faire des simulations de dynamique moléculaire hors équilibre ont été réalisées sur des mélanges binaires modèles placés dans des conditions thermodynamiques diverses, confinés dans des milieux poreux de géométrie lamellaire de différentes natures (lisse ou atomique, plus ou moins adsorbant) en utilisant l’ensemble __//_ et l’ensemble grand canonique. Les résultats ont montré que les effets du milieu poreux sur les propriétés de transport sont d’autant plus marqués que lataille de pore est petite, que l’adsorption est forte et que la température est basse. Les résultats ont permis d’évaluer quantitativement ces effets. Il a aussi été montré que la rugosité des murs a un impact très important sur le coefficient de diffusion de masse et non négligeable sur celui de thermodiffusion.

The aim of this work was to study how a fluid confined in a low permeability porous medium (micro- and meso-porous) behaves concerning its properties of mass diffusion, thermal conductivity and thermal diffusion. For this purpose, non-equilibrium molecular dynamics simulations have been performed on simple binary mixtures placed in various thermodynamic conditions, confined in a porous medium of lamellar geometry of different types (structure-less or atomistic, more or less adsorbent) in __//_ and grand canonical ensembles. The results show that the effects of porous medium on transport properties are more pronounced when the pore size is small, the adsorption is strong and the temperature is low. The results allowed to evaluate these effects quantitatively. In addition, it has been found that the wall roughness has a major impact on the mass diffusion coefficient and a non negligible one on the thermal diffusion coefficient.