Recherche Avancée

Thèse soutenue

Ségrégation par solidification en présence de convection naturelle ou forcée

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Auteur / Autrice : Mabel Medina
Direction : Yves Fautrelle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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L'objet de la these concerne l'etude de l'influence de la convection sur la solidification d'un alliage metallique et, en particulier, sur les segregations du solute. Nous avons utilise un code developpe par felicelli-heinrich-poirier, qui permet de calculer les champs de vitesse de la phase liquide, la temperature, le champ de concentration du solute de l'alliage et la fraction liquide. Nous avons implante dans le modele bidimensionnel existant des forces volumiques supplementaires d'origine electromagnetique. L'essentiel du travail a consiste a faire des experimentations numeriques a partir du modele en evaluant l'influence de divers parametres, tels que les forces de volume, la permeabilite, la diffusion du solute et la taille de la maille. Nous nous interessons principalement aux effets de la convection naturelle ou forcee pendant la solidification dans un cas de solidification directionnelle. Nous montrons que l'action d'un champ magnetique, en pilotant l'ecoulement, change la carte de distribution de solute et modifie l'emplacement des canaux de segregation. La prediction du modele est sensible a la taille de la maille. Lorsque la taille de la maille varie, les grandes echelles restent predictibles, alors que les petites echelles changent considerablement. La diffusion dans la phase liquide est generalement assez faible. Il existe cependant des couches limites localisees en bordure de poches et canaux ou la diffusion est importante. Enfin, la comparaison du code fhp avec le logiciel solid fait apparaitre des differences notables dans les predictions des segregations.