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Modélisation et simulation numérique de l'étalement d'un fluide dense età haute température

By Thomas Schiano, Barbara Bigot, Jean-François Haquet, Pierre Saramito and Claude Smutek

Abstract

National audienceA free surface, high-temperature, tridimensional, multiphase spreading flow model is introduced. It is the seat of coupled physical phenomena, such as solidification due to radiation and convection, and conduction with the substrate. A single phase reduction of this model is used to compare the scales for two cases : that of geophysical flows (lava spread for Python de la Fournaise), and accidental spread (molten core spread at 2500 K in severe nuclear accidents). Simulations using the augmented Lagrangian method are being undertaken in order to predict spread terminal length, and front tracking.Un modèle d'étalement à surface libre multiphasique, à haute température, tridimensionnel, siège de phénomènes physiques couplés tels la solidification due aux échanges par rayonnement ou convection, ou bien conduction avec le substrat est présenté. Une réduction à un modèle monophasique permet de comparer les critères de similitudes relatifs à un écoulement géophysique (lave du Python de la Fournaise à 1400 K) et à l'étalement d'un corium (cœur du réacteur fondu potentiellement mélangé avec l'acier de la cuve à 2500 K) lors d'un accident nucléaire grave. Des simulations utilisant la méthode du Lagrangien augmenté permettent de prédire l'arrêt de tels écoulements, et le suivi de leur front

Topics: Non-newtonian fluid, Lava spread, Severe accidents, Spreading, Non-isothermal multiphase flows, Écoulements non-isothermes multiphasiques, Fluides non-newtoniens, Coulée de lave, Accidents graves, Étalement, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the fluids [physics.class-ph], [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph]
Publisher: HAL CCSD
Year: 2020
DOI identifier: 10.25855/SFT2020-176
OAI identifier: oai:HAL:hal-02938688v1
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