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1 1 Mécanique des fluides et transfert de chaleur Mécanique des systèmes diphasiques Filières et systèmes énergétiques Professeurs: Michel Giot Grégoire Winckelmans Miltos Papalexandris Hervé Jeanmart Université catholique de Louvain Département de Mécanique Unité de Thermodynamique

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• Mécanique des fluides et transfert de chaleur• Mécanique des systèmes diphasiques• Filières et systèmes énergétiques

Professeurs: Michel GiotGrégoire Winckelmans

Miltos PapalexandrisHervé Jeanmart

Université catholique de Louvain Département de MécaniqueUnité de Thermodynamique

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

Méthodes lagrangiennes de particules tourbillons

• Méthodes numériques

Sillage instationnaire d‘un camion

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• Méthodes numériques

Mécanique des fluides et transfert de chaleur

Schémas conservatifs pour DNS et LES

Ecoulement en canal plan par différences finies, Reτ = 180.

Profil moyen Fluctuations

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Méthodes numériquesEcoulements compressibles réactionnels

Simulations de détonations bi- et tridimensionnelles

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Méthodes numériquesTransitoires en réseaux aérauliques

Réseau équivalent du tunnel Béliard (Bxl)

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Dynamique du tourbillonEtudes fondamentales

Croissance des instabilités dans un anneau tourbillon, méthode VIC

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Dynamique du tourbillonProblématique des sillages d‘avions

Prédiction théorique de l‘enroulement des feuilles vortex d‘un avion gros porteur

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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.

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Large-Eddy Simulation (LES)Ecoulements avec transfert de chaleur

Ecoulement en canal plan avec transfert de chaleur

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Aéraulique appliquéeMétrologie

Mesures et incertitudes sur une station de comptagede gaz, schéma de l‘installation

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Aéraulique appliquéeGestion optimale de la ventilation dans les tunnels

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Transfert de chaleur

Comportement thermique d‘unmiroir de téléscope

Conception de plafondsrefroidissants

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Mécanique des fluides et transfert de chaleur

• Génie nucléaire

Axial velocity profilesConfiguration 4 : Comparison Test 2-Fluent

-60.00 -50.00 -40.00 -30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00

Distance from the axis (mm)

Posi

tion

of th

e D

iam

eter

(mm

)

1 m/s

Free Surface

-10

-5.

10.

15.

20.

-7.5

0

-12.5

Projet MYRRHA

Ecoulement en surfacelibre dans une cible de spallation. Comparaisonentre prédictionnumérique et expérience

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Mécanique des systèmes diphasiques

• Ecoulements critiques

Comparison between DEM and experimental data

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

G exp. (kg/m2/s)

G D

EM

(kg/

m2/

s)Alix test - R11 - L/D=66.9Alix test - Methanol - L/D=66.9Alix test - Ethyl Acetate - L/D=66.9Alix test - Butane - L/D=66.9Alix test - Water - L/D=66.9Veneau test - Propane - NozzlesSuper Mobydick test - Water - L/D=18.1UCL Environment test - Water - L/D=82.3UCL Step test - Water - Crosby safety valveBNL test - Water - Conical nozzleSozzi test - Water - L/D=0 to 50Seynhaeve test - Water - L/D=12.5 and 17.7Jeandey test - Water - L/D=20Boivin test - Water - L/D=34 to 54Harper test - R11 - L/D=16 to 200

MODELE DEM :Simulation des écoulements

critiques diphasiques

Etudes expérimentales et modélisation

Comparaison entre le modèle DEM et diverses expériences de débit critique

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Mécanique des systèmes diphasiques

• Ecoulements critiques

Convention TERM - Région wallonne

Vannes de sécurité - Circuits de décharge

Circuits de décharge et vannes de sécurité

Schéma de l‘installation d‘essais

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Wall shear stress at the middle of the pipe

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040

Time (s)

Shea

r st

ress

(Pa)

Fluent simulation1D simulation - IET model

Deceleration

Acceleration

EIT MODEL - θ =0.0014 s- k acceleration = 0.0044- k deceleration = 0.0030

Mécanique des systèmes diphasiques

• Transitoire en écoulement diphasiqueCoups de bélier (WAHALoads)

1 m

V mean initial = 6.95 m/sQm = 0.0643 kg/sDiameter = 0.1 m

Closure of the valve at t = 0

P atmospheric

Contrainte a la paroi lorsd‘un coup de bélier

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• Gazéification de la biomasseEvaluation des filières biomasse-énergie

Filières et systèmes énergétiques

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Filières et systèmes énergétiques

• Gazéification de la biomasseConception de gazogènes à co-courant

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Filières et systèmes énergétiques

• Gazéification de la biomasseModélisation des gazogènes

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Etude expérimentale de la distribution d‘air dans le foyer, comparaison avec une prédiction numérique

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

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Filières et systèmes énergétiques

• Gazéification de la biomasseConversion de bois pollués

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Filières et systèmes énergétiques

• Systèmes énergétiquesCaractérisation de groupes de cogénération

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Filières et systèmes énergétiques

• Systèmes énergétiques

Exemple: la trigénération

Etudes technico-économiques de différentes filières

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