Multiphasique

Surface libre, changement de phase, transfert de masse

Les écoulements multi-phasiques constituent une classe d’écoulement et sont présents dans de nombreux domaines, des procédés industriels, aux écoulements, en passant par le vivant. Par nature, la présence de plusieurs phases permet une multitude d’écoulements et de régimes différents nécessitant des approches adaptées à la problématique et la prise en compte des différentes phases.

Ainsi, pour les écoulements fluide-fluides non miscibles, Optifluides, avec une méthode VOF est capable de simuler des écoulements à différentes échelles : de l’étude de vannes de barrage hydraulique pour leur régulation à des écoulements plus réduits, telle que l’injection nasale de produits de lavement, pour lequel la simulation avec prise en compte des effets de capillarité non négligeables, permet de quantifier l’efficacité du lavement pour une meilleure compréhension des mécanismes. Ces modèles, reconstruisant l’interface entre les deux phases sont aussi adaptés à la modélisation de nombreux procédés industriels, tel que l’atomisation de gouttes de silicate en fusion lors du procédé de fabrication de clinker.

Dans le cadre du plan de prévention des risques technologiques (PPRT), Optifluides détermine également le débit de fuite lors de la rupture d’une conduite sous pression. Pour certains cas, la nature des fluides en présence et les conditions ambiantes peuvent conduire à une vaporisation flash à la brèche du gaz liquifié. Les méthodes numériques classiques n’étant pas adaptées, Optifluides a développé des modèles pour simuler ces écoulements. Ces méthodes, validées par comparaison expérimentale, permettent d’évaluer les débits de fuites de manière précise.

Pour d’autres écoulements, les interactions fortes entre les différentes phases nécessitent parfois de considérer chacune des phases. Les écoulements de type lit fluidisé dans lesquelles un lit de particules de quelques micromètres est animé d’un mouvement fluide lorsqu’il est traversé par un fluide, rentre dans cette catégorie. La prise en compte de chacune des phases par des méthodes Euler-Euler permet pour ce cas de modéliser la phase solide et la phase liquide du procédé. La simulation de bioréacteur colonnes à bulles utilisé pour la formation de micro-organisme est également possible avec ces modèles.

Enfin, Optifluides développe des modèles adaptés à la problématique du client avec par exemple la modélisation du fonctionnement d’une tour aéro-réfrigérante de centrale nucléaire (TAR), dans laquelle l’évaporation partielle d’eau chaude pulvérisée permet son refroidissement. Pour ces écoulements, Optifluides a développé des modèles qui prennent en compte les différents échanges (quantité de mouvement et thermique) entre l’air humide et les gouttelettes. Un des objectifs de ces modèles recalés expérimentalement est de permettre de déterminer l’influence des conditions météorologiques sur le tirage naturel et les performances de la TAR.

 

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