Published November 14, 2019 | Version v1
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Time-Implicit Integral Formulation for Fluid Flow Modelling in Congested Media

Description

The thesis issue is the modelling of fluid flows in congested media by solid obstacles. The purpose is to design an integral approach reconciling the local and the component global scale for the numerical simulation of the coolant flow in the nuclear reactor components. The approach affords the advantage of embedding the local and 'component' representation scales in the same formalism, in ensuring the coherence between the two scales. This technique consists of a multidimensional integral formulation of the fluid flow governing equations allowing to naturally recover the CFD (Computational Fluid Dynamics) standard fluid approach when refining the mesh. The discretization is based on a time-implicit collocated finite volume numerical scheme using a pressure-correction algorithm. The scheme is relevant for weakly compressible flows and preserves the positivity of both the density and the internal energy, at the discrete level. Numerous unsteady or steady numerical tests are carried out and show the integral approach ability to simulate channel flows congested by axial or transversal rods. (author)

Abstract (French)

Le sujet de cette these est la modelisation d'ecoulements fluides dans des milieux encombres d'obstacles solides. L'objectif est de proposer une approche integrale pour la simulation numerique des ecoulements dans les composants des circuits thermohydrauliques d'un reacteur nucleaire. Cette approche englobe les echelles de representation locale et 'composant', et assure, par construction, la continuite entre ces deux echelles. Elle repose sur une formulation integrale multidimensionnelle des equations de la mecanique des fluides qui degenere naturellement vers l'approche fluide standard de la mecanique des fluides. Sa discretisation est realisee avec un schema numerique aux volumes finis collocalise en espace et semi-implicite en temps utilisant une methode de correction de pression. Le schema numerique est adaptees aux ecoulements faiblement compressibles et assure la positivite de la masse volumique et de l'energie interne au niveau discret. Plusieurs cas tests numeriques instationnaires ou stationnaires sont traites et montrent la capacite de l'approche integrale a gerer des ecoulements encombres de tubes axiaux ou transverses a la direction de l'ecoulement. (auteur)

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Original title (French)
Formulation Integrale Implicite pour la Modelisation des ecoulements Fluides en Milieu Encombre

Publishing Information

Imprint Pagination
217 p.
Report number
FRNC-TH--14154

Optional Information

Notes
92 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses