Lamination and folding in electromagnetically driven flows of specified geometries

Accepted versio

Simulation numérique directe du contrôle d'écoulements cisaillés libres par injection de fluide

Le contrôle d'écoulements cisaillés libres incompressibles (jet rond et couche de mélange plane) par un ou plusieurs petits jets soufflant dans la zone de transition à la turbulence est étudié numériquement. L'utilisation de schémas de discrétisation très précis et d'une condition d'entrée réaliste permet d'étudier l'influence du ou des jets de contrôle sur la dynamique de l'écoulement manipulé. Dans un premier temps, le contrôle d'un jet rond par deux petits jets soufflant radialement est présenté. Six configurations de contrôle sont étudiées, pour différentes orientations, avec des jets de contrôle débitant de façon stationnaire ou instationnaire. L'expansion du jet est fortement modifiée par l'injection de fluide. On observe notamment une réduction significative de la longueur du cône potentiel. Les modifications structurelles de l'écoulement principal induites par les jets de contrôle ne conduisent cependant pas à une augmentation importante de la production d'enstrophie. L'effet du contrôle sur les propriétés de mélange d'un scalaire passif est également considéré en étudiant la distribution de ce dernier. L'utilisation de jets de contrôle pulsés apparaît comme étant la configuration la plus favorable pour augmenter le mélange du scalaire passif. Une couche de mélange plane turbulente contrôlée par un seul jet soufflant de manière continue est également étudiée, afin de préciser certains phénomènes observés lors de l'étude du jet rond, comme la pénétration intermittente du jet de contrôle dans la couche cisaillée. Ces résultats sont utilisés pour construire une boucle de contrôle actif ouverte. L'écoulement manipulé est une couche de mélange plane, initiallement bidimensionnelle. Ces résultats préliminaires permettent de proposer une stratégie de contrôle plus efficace, basée à la fois sur la fréquence et la phase des structures grandes échelles de l'écoulement manipulé.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF

Three-dimensional direct numerical simulation of electromagnetically driven multiscale shallow layer flows: Numerical modeling and physical properties

Accepted versio

Status and Perspective of Turbulence Heat Transfer Modeling for the Industrial Application of Liquid Metal Flows

Liquid metal cooled reactors are envisaged to play an important role in the future of nuclear energy production because of their possibility to use natural resources efficiently and to reduce the volume and lifetime of nuclear waste. Typically, sodium and lead(-alloys) are envisaged as coolants for such reactors. Obviously, in the development of these reactors, thermal-hydraulics is recognized as a key (safety) challenge. A fundamental issue to this respect is the modelling of turbulent heat flux over the complete range from natural, mixed and convection to forced convection regimes. Current engineering tools apply statistical turbulence closures and adopt the concept of the turbulent Prandtl number based on the Reynolds analogy. This analogy is valid mainly for forced convective flows with Prandtl number of order of unity. In the particular case of liquid metal, where the Prandtl number is less than 1, the turbulent Prandtl number concept is not applicable and robust engineering turbulence models are needed. Thus, a model is required which can deal with all flow regimes simultaneously in liquid metal flows. In the framework of the European project THINS (thermal-hydraulics for innovative nuclear systems), some promising routes for improvements have been identified and are currently under evaluation