Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Modélisation de la Condensation en Paroi et des Interactions avec le Film Liquide
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans cette thèse, on s'intéresse à la modélisation des transferts de masse et d'énergie associés à la condensation pariétale pour un écoulement turbulent d'un mélange de vapeur et de gaz incondensables. L'écoulement est diphasique, en régime turbulent, où les modes de convection forcée, mixte et naturelle peuvent être rencontrés. Le cadre de ce travail est l'approche RANS des équations de Navier-Stokes compressibles, où la condensation en paroi sera décrite par des fonctions de paroi semi-analytiques développées dans un précédent travail de thèse \cite{iziquel2023}. Ces fonctions intègrent les différents modes de convection ainsi que les phénomènes d'aspiration et d'interdiffusion des espèces, mais négligent la présence du film liquide.
Dans la littérature, l'effet de la formation et de l'écoulement du film liquide sur les transferts de masse et d'énergie est souvent négligé, car on considère qu'en présence de gaz incondensables, la résistance de la couche gazeuse à la diffusion de la vapeur est nettement plus importante que la résistance thermique du film liquide.
L'objectif de cette thèse est d'améliorer la prédiction des transferts thermique et massique par l'investigation, au-delà de la résistance thermique du condensat, de l'effet dynamique du liquide et de son interaction avec la couche gazeuse de diffusion lors de la condensation pariétale, en considérant d'abord un écoulement de film laminaire, puis en tentant de prendre en compte le régime turbulent.
Dans la phase gazeuse, le modèle de fonctions de paroi développé dans la thèse de A. Iziquel (2023) pour un mélange binaire de vapeur et d'un gaz incondensable sera étendu aux mélanges de vapeur et de $n>1$ gaz incondensables (N2, H2, ...) afin de traiter la thématique du risque hydrogène.
La validation des modèles implantés sera effectuée sur la base de résultats d'expériences à effets séparés (SET) et à effets couplés (CET) disponibles dans la littérature (Huhtiniemi, COPAIN, ISP47-MISTRA, ISP47-TOSQAN, RIVA). Les comparaisons à l'échelle CFD, avec des fonctions de paroi pour la condensation négligeant le film sur des cas tests de la littérature et des expériences de condensation (COPAIN), permettront d'évaluer l'impact de cette hypothèse ainsi que l'apport de la nouvelle modélisation en termes de précision et de coût de calcul.
Université / école doctorale
Sciences, Ingénierie et Environnement (SIE)
Université Paris-Est
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Ingénieur, Master
Demandeur
Disponibilité du poste
01/01/2026
Personne à contacter par le candidat
BENTEBOULA Sonia < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DM2S/STMF
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
0169089713
Tuteur / Responsable de thèse
VINCENT Stéphane < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
Université Gustave Eiffel
FR / IFSA - Institut Francilien de Sciences Appliquées
Champs-sur-Marne
Bâtiment: Lavoisier
5 boulevard Descartes
Champs-sur-Marne
77454 Marne-la-Vallée Cedex 2
Bureau: L32
0160957307
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Modélisation de la Condensation en Paroi et des Interactions avec le Film Liquide
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans cette thèse, on s'intéresse à la modélisation des transferts de masse et d'énergie associés à la condensation pariétale pour un écoulement turbulent d'un mélange de vapeur et de gaz incondensables. L'écoulement est diphasique, en régime turbulent, où les modes de convection forcée, mixte et naturelle peuvent être rencontrés. Le cadre de ce travail est l'approche RANS des équations de Navier-Stokes compressibles, où la condensation en paroi sera décrite par des fonctions de paroi semi-analytiques développées dans un précédent travail de thèse \cite{iziquel2023}. Ces fonctions intègrent les différents modes de convection ainsi que les phénomènes d'aspiration et d'interdiffusion des espèces, mais négligent la présence du film liquide.
Dans la littérature, l'effet de la formation et de l'écoulement du film liquide sur les transferts de masse et d'énergie est souvent négligé, car on considère qu'en présence de gaz incondensables, la résistance de la couche gazeuse à la diffusion de la vapeur est nettement plus importante que la résistance thermique du film liquide.
L'objectif de cette thèse est d'améliorer la prédiction des transferts thermique et massique par l'investigation, au-delà de la résistance thermique du condensat, de l'effet dynamique du liquide et de son interaction avec la couche gazeuse de diffusion lors de la condensation pariétale, en considérant d'abord un écoulement de film laminaire, puis en tentant de prendre en compte le régime turbulent.
Dans la phase gazeuse, le modèle de fonctions de paroi développé dans la thèse de A. Iziquel (2023) pour un mélange binaire de vapeur et d'un gaz incondensable sera étendu aux mélanges de vapeur et de $n>1$ gaz incondensables (N2, H2, ...) afin de traiter la thématique du risque hydrogène.
La validation des modèles implantés sera effectuée sur la base de résultats d'expériences à effets séparés (SET) et à effets couplés (CET) disponibles dans la littérature (Huhtiniemi, COPAIN, ISP47-MISTRA, ISP47-TOSQAN, RIVA). Les comparaisons à l'échelle CFD, avec des fonctions de paroi pour la condensation négligeant le film sur des cas tests de la littérature et des expériences de condensation (COPAIN), permettront d'évaluer l'impact de cette hypothèse ainsi que l'apport de la nouvelle modélisation en termes de précision et de coût de calcul.
Université / école doctorale
Sciences, Ingénierie et Environnement (SIE)
Université Paris-Est
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Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Ingénieur, Master
Demandeur
Disponibilité du poste
01/01/2026
Personne à contacter par le candidat
BENTEBOULA Sonia < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DM2S/STMF
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
0169089713
Tuteur / Responsable de thèse
VINCENT Stéphane < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
Université Gustave Eiffel
FR / IFSA - Institut Francilien de Sciences Appliquées
Champs-sur-Marne
Bâtiment: Lavoisier
5 boulevard Descartes
Champs-sur-Marne
77454 Marne-la-Vallée Cedex 2
Bureau: L32
0160957307
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