Université catholique de Louvain Département de Mécanique Unité de Thermodynamique Mécanique des fluides et transfert de chaleur Mécanique des systèmes diphasiques Filières et systèmes énergétiques Professeurs: Michel Giot Grégoire Winckelmans Miltos Papalexandris Hervé Jeanmart 1 1
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Méthodes numériques Méthodes lagrangiennes de particules tourbillons Sillage instationnaire d un camion 2 2
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Méthodes numériques Schémas conservatifs pour DNS et LES Profil moyen Fluctuations Ecoulement en canal plan par différences finies, Re τ = 180. 3 3
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Méthodes numériques Ecoulements compressibles réactionnels Simulations de détonations bi- et tridimensionnelles 4 4
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Méthodes numériques Transitoires en réseaux aérauliques Réseau équivalent du tunnel Béliard (Bxl) 5 5
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Dynamique du tourbillon Etudes fondamentales Croissance des instabilités dans un anneau tourbillon,6 méthode VIC 6
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Dynamique du tourbillon Problématique des sillages d avions Prédiction théorique de l enroulement des feuilles vortex d un avion gros porteur 7 7
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Large-Eddy Simulation (LES) Développement de modèles Spectres de dissipation en turbulence isotrope; résultats obtenus pour divers modèles. 8 8
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Large-Eddy Simulation (LES) Ecoulements avec transfert de chaleur Ecoulement en canal plan avec transfert de chaleur 9 9
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Aéraulique appliquée Métrologie Mesures et incertitudes sur une station de comptage de gaz, schéma de l installation 10 10
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Aéraulique appliquée Gestion optimale de la ventilation dans les tunnels 11 11
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Transfert de chaleur Comportement thermique d un miroir de téléscope Conception de plafonds refroidissants 12 12
Mécanique des fluides et transfert de chaleur Génie nucléaire Projet MYRRHA 20. Axial velocity profiles Configuration 4 : Comparison Test 2-Fluent 1 m/s 15. Position of the Diameter (mm) 10. -5. 0 Free Surface -7.5-10 -12.5-60.00-50.00-40.00-30.00-20.00-10.00 0.00 10.00 Distance from the axis (mm) Ecoulement en surface libre dans une cible de spallation. Comparaison entre prédiction numérique et expérience 13 13
Mécanique des systèmes diphasiques Ecoulements critiques Etudes expérimentales et modélisation G DEM (kg/m2/s) 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 Comparison between DEM and experimental data Alix test - R11 - L/D=66.9 Alix test - Methanol - L/D=66.9 Alix test - Ethyl Acetate - L/D=66.9 Alix test - Butane - L/D=66.9 Alix test - Water - L/D=66.9 Veneau test - Propane - Nozzles Super Mobydick test - Water - L/D=18.1 UCL Environment test - Water - L/D=82.3 UCL Step test - Water - Crosby safety valve BNL test - Water - Conical nozzle Sozzi test - Water - L/D=0 to 50 Seynhaeve test - Water - L/D=12.5 and 17.7 Jeandey test - Water - L/D=20 Boivin test - Water - L/D=34 to 54 Harper test - R11 - L/D=16 to 200 MODELE DEM : Simulation des écoulements critiques diphasiques 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 G exp. (kg/m2/s) Comparaison entre le modèle DEM et diverses expériences de débit critique 14 14
Mécanique des systèmes diphasiques Ecoulements critiques Circuits de décharge et vannes de sécurité Convention TERM - Région wallonne Vannes de sécurité - Circuits de décharge Schéma de l installation d essais 15 15
Mécanique des systèmes diphasiques Transitoire en écoulement diphasique Coups de bélier (WAHALoads) Wall shear stress at the middle of the pipe 8 6 Fluent simulation 1D simulation - IET model 4 Shear stress (Pa) 2 0-2 -4-6 -8 Deceleration Acceleration EIT MODEL - θ =0.0014 s - k acceleration = 0.0044 - k deceleration = 0.0030 P atmospheric V -10 mean initial = 6.95 m/s Closure of the Qm = 0.0643 kg/s 0.000 0.005 valve 0.010 at t = 0 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 Diameter = 0.1 m 1 m Time (s) Contrainte a la paroi lors d un coup de bélier 16 16
Filières et systèmes énergétiques Gazéification de la biomasse Evaluation des filières biomasse-énergie 17 17
Filières et systèmes énergétiques Gazéification de la biomasse Conception de gazogènes à co-courant 18 18
Filières et systèmes énergétiques Gazéification de la biomasse Modélisation des gazogènes 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0-0.3-0.2-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0-0.3-0.2-0.1 0 0.1 0.2 0.3 Etude expérimentale de la distribution d air dans le foyer, comparaison avec une prédiction numérique 19 19
Filières et systèmes énergétiques Gazéification de la biomasse Conversion de bois pollués 20 20
Filières et systèmes énergétiques Systèmes énergétiques Caractérisation de groupes de cogénération 21 21
Filières et systèmes énergétiques Systèmes énergétiques Etudes technico-économiques de différentes filières Exemple: la trigénération 22 22
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