Thèse en cours

Modélisation Eulérienne multi-fluide unifiée à deux échelles des écoulements diphasiques à phases séparées et dispersées
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Auteur / Autrice : Arthur Loison
Direction : Marc MassotSamuel KokhTeddy Pichard
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Mathématiques appliquées
Date : Inscription en doctorat le 01/12/2020
Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques Hadamard
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de mathématiques (Palaiseau, Essonne ; ....-2004)
Equipe de recherche : Equations aux dérivées partielles pour la physique

Résumé

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La thèse s'inscrit dans un effort pour modéliser et simuler de manière prédictive l'atomisation des jets diphasiques liquide-gaz que l'on retrouve dans un nombre conséquent d'applications. Nous en avons choisi deux scientifiquement cohérentes : l'injection de combustible dans les chambres de combustion pour la propulsion et à l'étude du fonctionnement de réacteurs nucléaires à neutrons rapides. L'utilisation d'une simulation directe résolvant l'ensemble d'un spectre extrêmement large d'échelles de temps et d'espace est hors de portée et inutilisable d'un point de vue industriel. Dans ce contexte, l'enjeu est de concevoir un modèle d'ordre réduit unifié décrivant aussi bien les zones où la phase liquide est dense avec une information détaillée sur la topologie/géométrie de l'interface (type modèle bi-fluide), que la polydispersion dans la zone où la phase liquide est présente sous la forme d'un brouillard de gouttes polydispersé (type modèle aux moments sur la distribution de gouttes). L'objectif de la thèse est le développement et l'analyse mathématique d'un modèle unifié qui s'appuie sur du calcul variationnel, de l'analyse des EDPs et de la géométrie algorithmique, mais aussi le développement et l'analyse de schémas numériques dédiés, précis et efficace impliquant un maillage adaptatif dynamique et leur implémentation dans un code open-source communautaire massivement parallèle au service de plusieurs communautés scientifiques et industrielles.