Approche PDF jointe fluide-particule pour la modélisation des écoulements turbulents diphasiques anisothermes

Fluid-particle joint PDF approach to model non-isothermal turbulent two-phase flows

• Auteur / Autrice : Anthony Couzinet
• Direction : Olivier Simonin, Benoît Bédat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des fluides
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Écoulement diphasique

Transfert de chaleur

Turbulence

Mots clés libres

Simulation numérique directe (DNS)

Modèle Lagrangien stochastique

Approche PDF

Résumé

Le contexte général de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des écoulements turbulents à phase dispersée anisothermes. Nous avons réalisé au cours de ce travail une base de données de simulations numériques directes (DNS) couplées aux calculs de trajectoires, de vitesse et de températures de plusieurs millions de particules par simulations de particules discrètes (DPS). Ces simulations ont été réalisées pour une configuration académique de turbulence homogène isotrope soumise à un gradient de température moyenn. Ensuite, dans le cadre de la modélisation statistique des écoulements diphasiques basée sur la fonction de densité de probabilité jointe fluide-particule, nous avons proposé un modèle Lagrangien stochastique pour fermer l'équation de transport de cette pdf. Cette modélisation est appliquée pour notre configuration afin de prédire la dispersion thermique au sein de l'écoulement. Les résultats obtenus sont confrontés aux résultats des simulations.

The context of this Phd thesis is part of modelling of non-isothermal turbulent two-phase flows. Particularly, this work aims to explain heat transport mechanism in gas-solid turbulent flows. Direct Numerical Simulations (DNS) have been performed coupled with Lagrangian particle trajectories and temperatures calculations by Discrete Particle Simulations (DPS). Homogeneous Isotropic Turbulence with an imposed mean temperature gradient has been studied. So ''DNS+DPS'' database has been realized changing particle dynamical and thermal inertia. Next, the objective is to present a statistical model for the predicting particle heat transport n two-phase flows. The statistical model is based on a transport equation for the fluid-particle joint probability density function of velocity and temperature. The model developped is applied to predict the thermal dispersion in the present case of the simulations. These results are compared with the simulation results.