Modélisation des écoulements de fluides et du transfert de chaleur avec effets d'interface, de l'interaction moléculaire aux milieux poreux
Auteur / Autrice : | Meng Liao |
Direction : | Quy Dong To, Céline Destandau-Léonard, Vincent Monchiet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Structures et Matériaux |
Date : | Soutenance le 28/09/2018 |
Etablissement(s) : | Paris Est |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire Modélisation et simulation multi échelle (Marne-la-Vallée) - Laboratoire de Modélisation et Simulation Multi Echelle / MSME |
Jury : | Président / Présidente : Annie Lemarchand |
Examinateurs / Examinatrices : Quy Dong To, Céline Destandau-Léonard, Vincent Monchiet, Benjamin Rotenberg | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Irina Graour |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les objectifs de la thèse sont d'étudier le transport de fluide et le transfert de chaleur dans les pores micro et nanométriques. Les expériences et les simulations ont révélé des preuves de l'augmentation du flux provoquée par la vitesse de glissement à la paroi solide. D'autre part, la résistance thermique finie à l'interface fluide-solide est responsable de la différence de température des deux phases. Ces deux phénomènes d'interface peuvent avoir un impact considérable sur la perméabilité et la diffusivité thermique des milieux poreux constitués de micro et nanopores. La contribution se concentre sur l'étude des trois problèmes suivants. Premièrement, nous examinons les effets de glissement des liquides confinés dans un canal de graphème en utilisant le formalisme de Green Kubo et la méthode de la dynamique moléculaire. On montre que lorsque la surface solide est soumise à une contrainte mécanique uniaxiale, la friction présente une anisotropie due à la modification de l'énergie potentielle et de la dynamique des molécules composant le fluide. Les formes moléculaires jouent également un rôle important sur les écarts de frottement entre les deux directions principales. Deuxièmement, nous étudions le régime des gaz raréfiés. Dans ce cas, la vitesse de glissement et le saut de température sont régis par les collisions entre les atomes de gaz et la paroi solide. Ces effets peuvent être déterminés à l’aide d’un modèle statistique qui peut être construit à partir des vitesses incidente et réfléchie des molécules de gaz. A cette fin, différentes méthodes basées sur des techniques d'apprentissage statistique ont été proposées. Enfin, la méthode des éléments finis est utilisée pour calculer la perméabilité et la diffusivité thermique des milieux poreux sous l'influence des effets d'interface