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Modélisation des écoulements multiphasiques turbulents hors d'équilibre

 
    • eBook [PDF]

      120,00 €
    Formats disponibles →  Format PDF
     
     

    Avis des lecteurs  

     

    Présentation

    De nombreux systèmes industriels ou environnementaux naturels mettent en jeu des milieux turbulents à plusieurs phases avec un transfert de chaleur et de masses, ainsi que des réactions chimiques. Cet ouvrage traite de la modélisation de ces milieux en écoulements, par une approche unifiée qui inclut des aspects physiques variés et plusieurs niveaux de complexité. Il décrit les bases mathématiques de la modélisation, puis la manière d’y incorporer de façon cohérente les particularités physiques des situations étudiées. La modélisation a besoin de données physiques adéquates, à compléter par des recherches nouvelles judicieuses. La présentation unifiée de la démarche permet d’assurer à la modélisation un domaine d’application plus large en incorporant plus de connaissances expérimentales. Elle lui donne également la possibilité de s'adapter logiquement au niveau de complexité voulu et permet d’aborder des situations nouvelles avec des appuis solides.

    Sommaire

    Remerciements

    Introduction .

    I.1. L’intérêt des milieux multiphasiques et de leur modélisation

    I.2. La modélisation et sa problématique

    I.3. Eléments de bibliographie

    PREMIÈRE PARTIE. APPROCHE ET ÉQUATIONS GÉNÉRALES

    Chapitre 1. Pour une description unifiée des divers milieux

    multiphasiques

    1.1. Approche continue et approche cinétique

    1.2. Formulations eulérienne-lagrangienne et eulérienne

    Chapitre 2. Les équations d’un milieu instantané

    « continu par morceaux »

    2.1. Equations de bilan, formes intégrales et différentielles

    2.2. Bilans des masses des phases dans un milieu continu par morceaux .

    2.3. Bilans des quantités de mouvement

    2.4. Bilans d’énergie des phases

    2.5. Bilans des positions et des aires d’interface

    2.6. Extension lorsqu’une phase fluide est un mélange

    2.7. La description du milieu est complète

    Chapitre 3. La description du « milieu moyen »

    3.1. Le besoin d’une description moyenne

    3.2. Comment définir les « grandeurs moyennes » ?

    3.3. Quelle moyenne choisir, suivant les avantages et inconvénients ? .

    Chapitre 4. Les équations pour le milieu moyen continu

    4.1. Les équations de bilan global du milieu moyen

    4.2. Les équations de bilan pour les phases du milieu moyen

    4.3. La représentation complète du milieu moyen

    4.4. Les équations d’état moyennes

    4.5. Extensions

    4.6. Les conditions aux limites

    DEUXIÈME PARTIE. LA MODÉLISATION, UNE MÊME DÉMARCHE

    ADAPTABLE À PLUSIEURS APPLICATIONS

    Chapitre 5. La modélisation des échanges entre phases

    5.1. Méthodologie générale

    5.2. L’interface entre phases et son aire moyenne par unité de volume .

    5.3. Forces de contact et frottement entre phases

    5.4. Transferts de chaleur à la surface d’une particule,

    sans échange de masse

    5.5. Transferts de chaleur et de masse par ébullition

    5.6. Echanges de masse et chaleur par évaporation

    Chapitre 6. La modélisation des flux de dispersion turbulente

    6.1. Modélisation globale

    6.2. Modélisation de type « multifluide »

    Chapitre 7. Modélisation de l’aire moyenne d’interface gaz-liquide

    par unité de volume

    7.1. Introduction

    7.2. L’équation de départ de l’aire moyenne d’interface par unité

    de volume

    7.3. Modèle d’aire moyenne d’interface pour « l’atomisation »

    d’un jet liquide

    7.4. Effet de la vaporisation sur l’aire d’interface

    Chapitre 8. Modélisation du style Large Eddy Simulation

    8.1. Introduction

    8.2. Les équations filtrées et la nature des modèles à fournir

    8.3. Modélisation LES classique pour les flux additionnels SGS

    8.4. Modélisation de l’aire d’interface par unité

    de volume de sous maille

    8.5. Modélisation LES près des parois

    Chapitre 9. Apport de la thermodynamique

    des processus irréversibles

    9.1. Pour la modélisation globale d’un milieu à deux phases

    9.2. Apport de la thermodynamique irréversible

    pour la modélisation multifluide

    Chapitre 10. Méthodes expérimentales

    10.1. Introduction

    10.2. Méthodes intrusives

    10.3. Méthodes non intrusives

    10.4. Méthodes optiques avancées

    Chapitre 11. Quelques résultats expérimentaux sur des aspects

    encore mal connus des écoulements multiphasiques

    11.1. Atomisation/fragmentation de jets liquides

    11.2. Particules isolées ou groupées en essaims,

    couplage avec le fluide porteur

    11.3. Crise d’ébullition

    TROISIÈME PARTIE. DES LITS FLUIDISÉS AUX MILIEUX GRANULAIRES

    Chapitre 12. Les lits fluidisés

    12.1. Introduction

    12.2. Modèles complets de la dynamique des lits fluidisés

    12.3. Modèles globaux de conversion chimique en lits fluidisés

    12.4. Modèles globaux pour les transferts thermiques

    dans les lits fluidisés

    12.5. Conclusion

    Chapitre 13. Quelle généralisation pour les milieux granulaires ?

    13.1. Introduction

    13.2. Les équations de bilan du milieu granulaire moyen

    13.3. Les approximations de fermeture nécessaires

    13.4. Quelques modèles proposés

    Chapitre 14. Modélisation du tenseur de Cauchy des contacts glissants

    14.1. Hypothèses et équations de base

    14.2. Equation de bilan non fermée du tenseur de Cauchy

    des contacts glissants

    14.3. Approximations de fermeture pour les termes irréversibles

    Chapitre 15. Modélisation du tenseur de Cauchy cinétique

    15.1. Modélisation à la mode de Prandtl-Bagnold

    15.2. Modélisation du type k-lt ou « gaz granulaire turbulent »

    15.3. Vers une modélisation générale pour tous les régimes

    15.4. Les conditions aux limites de parois

    QUATRIEME PARTIE. ETUDE DES FLUCTUATIONS

    ET DES DENSITES DE PROBABILITE

    Chapitre 16. Les fluctuations de la phase gazeuse dans les milieux

    diphasiques réactifs

    16.1. Les spécificités des milieux diphasiques réactifs

    16.2. La densité de probabilité des fluctuations de composition

    de la phase gazeuse

    16.3. Modélisation des termes dus aux échanges entre phases

    16.4. Modélisations du micromélange et de la dispersion turbulente

    16.5. Utilisation pratique de l’équation de PDF

    Chapitre 17. Fluctuations de température dans les phases condensées .

    17.1. Problèmes

    17.2. Equation instantanée pour la température de la phase liquide

    17.3. Equation pour la PDF de température du liquide

    17.4. Fermeture de l’équation de PDF de température

    Chapitre 18. Vers l’obtention de la PDF des fluctuations des vitesses

    et des tailles

    18.1. Equation de PDF des vitesses d’une phase

    18.2. Modélisations des échanges entre phases

    et des interactions internes

    18.3. Sur le calcul pratique de la PDF

    18.4. Pour l’étude des tailles des parcelles d’une phase dispersée

    18.5. Sur les simulations lagrangiennes-eulériennes

    de milieux dispersés

    Bibliographie

    Index

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