Dispersion equation of a fluid with a surface film

International audienc

Definition of a New Level One Test Case Measurements of Equilibrium Radiation from an Inductively Coupled Plasma in the Near-UV to Near-IR Spectral Region for a Titan-Type N2-CH4 Mixture. Preliminary Results

A test case, using a similar methodology and experimental set-up than previous test case TC5-Level 1 is presented in this paper. An inductively coupled plasma torch, working at atmospheric pressure, is used to create N2-CH4 Titan-like plasma (98%N2 - 2%CH4). The operating frequency and power are 64 MHz and 3 kW respectively. This kind of apparatus allows obtaining plasma in chemical and quasi-thermal equilibrium The spectral measurements cover the [300-800] nm range and are performed inside the induction coil. Each interesting spectrum is calibrated and compared to the line-by-line spectral code SPARTAN used for the simulation of the radiative emission of entry-type plasma. Finally, a discussion is proposed about the nucleation phenomenon which is occurred in the ICP torch with the N2-CH4 plasma. Preliminary studies show the synthesis of nanostructured carbon on the quartz tube.Comment: Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry, Heraklion : Greece (2008

Effet du frottement atmosphérique sur les trajectoires de débris après une collision dans l'espace

Les répartitions en masses, en dimensions caractéristiques et en incréments de vitesse des débris résultants de la collision dans l'espace de deux nanosatellites (3kg et 1kg) sont évaluées. Les trajectoires de débris sont calculées avec la méthode numérique de Runge-Kutta-Nystrom, en utilisant le modèle atmosphérique de Wertz et en introduisant le frottement sur les basses couches atmosphérique

Overview on Studies of Martian Like Co2-N2 Mixture by Inductively Coupled Plasma Torch

The purpose of the work is to make an overview on the results obtained through the studies on martian plasmas created by inductively coupled plasma torches (ICP). As the main advantage of the ICP torch is the absence of electrode compared to the others various test facilities, the radiative properties of this kind of plasmas are of interest to propose test cases in order to validate radiation models. ICP torches can work under various operating conditions in terms of pressure, enthalpy or flow. As a consequence, the studied plasma can be either at thermodynamical equilibrium or out of equilibrium, without problems of stability in time. The presentation concerns only the plasmas formed with a martian like CO2-N2 mixture and all the parameters of test facilities will be precised. The following paper corresponds to the first step of a global paper which will be proposed later and it reports only the oral presentation which has been done during the third International Workshop of RHTG.Comment: Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry, Heraklion : Greece (2008

Reduced nonlinear description of Farley-Buneman instability

In the study on nonlinear wave-wave processes in an ionosphere and a magnetosphere usually the main attention is paid to investigation of plasma turbulence at well developed stage, when the wide spectrum of plasma wave is present. On the other side, it is well known that even if the number of cooperating waves remains small due to a competition of processes of their instability and attenuation, the turbulence appears in the result of their stochastic behavior. The regimes of nonlinear dynamics of low frequency waves excited due to Farley-Buneman instability in weakly ionized and inhomogeneous ionospheric plasma in the presence of electric current perpendicular to ambient magnetic field are considered. The problem is essentially three dimensional and difficult for full numerical simulation, but the strong collisional damping of waves allow to assume that in this case a perturbed state of plasma can be described as finite set of interacting waves, some of which are unstable and other strongly damping. The proposed nonlinear model allow to make full study of nonlinear stabilization, conditions of stochasticity and to consider the different regimes and properties of few mode plasma turbulence.Comment: The extended version of work, published in AIP Conf. Proc. 993, 113 (2008

Modélisation thermodynamique et simulation numérique du procédé de purification d'une solution aqueuse par Osmose Inverse

Le procédé de purification par osmose inverse est actuellement le procédé le plus utilisé à travers le monde par la plupart des unités de dessalement de l’eau de mer. Ce procédé consiste à utiliser des membranes semi perméables denses et l’application d’un écart de pression supérieur à celui de la pression osmotique. Durant les dernières années, ce procédé a connu de véritables avancées technologiques qui ont considérablement diminuées le coût de l’eau dessalée, néanmoins cela reste un procédé coûteux en terme d’énergie et qui comporte des risques environnementaux. L’étude présentée décrit tout d’abord le principe thermodynamique de l’osmose inverse dans une approche entropique et phénoménologique à l’équilibre ou en proche équilibre pour obtenir des lois d’échanges au travers des membranes semi perméables. De plus, la résolution des équations décrivant le phénomène : équations de la dynamique (Navier-Stokes), de la thermique (énergie) et du transfert de masse associées aux conditions aux limites appropriés a été rendue possible grâce à l’utilisation de la méthode des volumes finis. Une attention particulière a été portée à la condition aux limites modélisant la membrane et permettant d’étudier la région proche de la surface membranaire afin de prévoir le champ de concentration en sel ainsi que la formation de la couche limite de polarisation de concentration. On s’est aussi intéressé à l’effet de certains paramètres qui contrôlent le phénomène physique de transfert membranaire (couche de polarisation de concentration, coefficient de transfert de masse, facteur de concentration polarisation, taux de rejet, pression transmembranaire, etc.). Les résultats obtenus en géométrie plane ont été comparés à ceux de Pinho et al et A.L.Ahmad et al

Effect of inter-filament distance on the improvement of Reverse Osmosis desalination process

Various numerical studies that exhibit flow field and mass transfer inside membrane channels can be found in the literature; however the complexity and the accuracy differs from one to another. This paper deal with the study of two-dimensional CFD model taking account both the permeation flux; concentration polarization along membrane surfaces and variable physical properties. The model analyzes the effect of the inter-filaments length in three different configurations (zigzag, cavity and submerged). Local evolution and averaged values of mass deposit, permeation flux and Sherwood number were examined for three different inlet velocities. Numerical results showed that in zigzag and submerged configurations, the highest efficiency (low concentration polarization, high permeation flux and Sherwood number) is achieved with a geometric ratio l/H = 2. While in cavity configuration, mass deposit and enhancement of the permeation flux can be higher with an aspect ratio l/H = 3. Résumé: Dans la littérature, plusieurs papiers ont été consacrés à l'étude numérique du champ hydrodynamique et du champ de concentration à l'intérieur des modules membranaires, ou le degré de complexité de modèles développés variée d'un article à un autre. Ce papier présente un modèle CFD bidimensionnel qui prend en considération la polarisation de concentration qui se développe le long des membranes, le flux de perméation et la variation locale des paramètres physiques des solutions salines. Ce modèle numérique est utilisé pour analyser les performances des différentes configurations (zigzag, immergée et cavité) en variant la distance entre deux obstacles successifs. Les évolutions locales et moyennes le long des membranes comme le dépôt de sel, le flux de perméation et le nombre de Sherwood sont examinés pour divers vitesses de circulation. Les résultats numériques montrent que pour les configurations zigzag et immergée, le rendement est meilleur (moins de dépôt de soluté, flux de perméation et nombre Sherwood élevés) lorsque le ratio l/H = 2. Tandis que pour la configuration cavité, le flux de perméation et le dépôt de soluté sont meilleurs lorsque l/H = 3

DISCUSSION ON THE COMPOSITION AND TRANSPORT COEFFICIENTS CALCULATION MADE IN PLASMA OUT OF EQUILIBRIUM

International audienceIn this paper, the composition calculation in plasma out of thermal equilibrium is discussed and we test the viscosity formulations of Wilke, Gupta et al, Chapman Enskog and Sutherland in air plasma out of thermal equilibrium. Finally we applied the formulations to Fire II reentry

First Step in Theoretical Approach in Study of Mars and Titan Atmospheres with an Inductively Coupled Plasma Torch

To obtain the modelling of an ICP torch that can be used as a test case, we have to determine all the thermodynamic properties and transport coefficients. To calculate the data we have first to determine the composition and the collisions integrals for all the species in the purpose to calculate the transport coefficients. We apply the calculation to the Mars and to the Titan atmosphere compositions. The intensities of the spectral lines are determined versus temperature