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Thèse E-I Thiam

5 juillet

Modélisation et simulation numérique directe des transferts de chaleur dans les écoulements fortement chargés en particules

Soutenance de thèse Elhadji Ibrahima THIAM

Vendredi 13 juillet à 14 h 00 - Amphithéâtre Nougaro

Résumé
Mots clés : simulation numérique direct, lit fixe, lit fluidisé, transfert thermique, nombre de Nusselt .

Résumé :

Les travaux de simulation menés au cours de cette thèse ont eu pour but de caractériser et de comprendre les phénomènes liés au transfert de chaleur dans des configurations de réseau aléatoire de particules ou de lit fluidisé. Sur la base de simulations numériques résolues à l’échelle des particules, ces configurations d’écoulements diphasiques anisothermes permettent d’extraire des grandeurs physiques locales liées à la microstructure de la suspension ou des informations globales tel que le coefficient de transfert moyen du lit. La première étape des travaux a consisté en la validation de l’outil numérique autant sur l’hydrodynamique que sur le transfert thermique en passant par différents cas d’études académiques (traînée hydrodynamique et conduction, convection autour d’une sphère isolée). Ensuite une analyse détaillée du transfert de chaleur est conduite sur des lits fixes pour différentes concentrations volumiques, plusieurs nombres de Reynolds et de Prandtl afin d’aboutir à une modélisation macroscopique du flux de chaleur. Sur les configurations de lit fluidisé, les paramètres de simulation ont été variés afin d’étudier la sensibilité des différentes grandeurs hydrodynamiques à la résolution du maillage. Ceci a permis de déterminer les configurations de simulations de lit fluidisé liquide-solide anisotherme pour un coût de calcul modéré. Enfin, une analyse comparative du transfert thermique entre lits fixes et lits fluidisés a mis en évidence les spécificités liées à l’agitation des particules sur le transfert.Ces études sont faites dans le but d’obtenir une meilleure modélisation mésoscopique des échanges thermiques dans les écoulements diphasiques.

  • M. Adrien TOUTANT - UPVD, Université de Perpignan -> Rapporteur
  • M. Juray DE WILDE - IMMC, Université Catholique de Louvain -> Rapporteur
  • M. Michel LANCE - LMFA, École Centrale Lyon -> Examinateur
  • Mme. Aurore NASO - LMFA, École Centrale Lyon -> Examinatrice
  • M. Olivier SIMONIN - IMFT, Université de Toulouse -> Examinateur
  • M. Eric CLIMENT - IMFT, Université de Toulouse -> Directeur de Thèse Mme.
  • Enrica MASI - IMFT, Université de Toulouse -> Co-directrice de Thèse
  • M. Stéphane VINCENT- MSME, Université Paris-Est Marne-La Vallée -> Membre invité