Mélanger des gaz raides pour créer de nouvelles lois d'état - CeMoSiS Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2019

Mélanger des gaz raides pour créer de nouvelles lois d'état

Abstract

EDF needs reliable numerical simulations of two-phase flow phenomena for safety issue. Some hypothetical accidental scenarios involve rapid transients with important mass transfer. A model able to account for thermodynamical disequilibria may be needed. Currently, to describe each phase, the codes use either simple analytical equations of state like the stiffened gas equation of state, realistic only around a reference point ; or look-up tables of complex equations of state, CPU-time consuming. During the "Semaine d'Etudes Maths Entreprise" (SEME), we wondered if the water steam could be approached by a stiffened gas or a mix of two stiffened gases. We first conducted an analysis of thermodynamics equations in order to formulate a state equation in the (p, T) plane, before building a parameters optimization algorithm to approximate the IAPWS-97 formulation, the reference equation of state for water built from a set of measurements.
EDF réalise des études numériques afin de consolider la démonstration de sûreté du parc nucléaire. Afin de simuler des scénarii accidentels pouvant hypothétiquement affecter le réacteur, les codes de calculs doivent être en mesure de représenter des situations physiques complexes, fortement instationnaires avec une thermodynamique potentiellement hors-équilibre. A l'heure actuelle, les codes utilisent soit des lois d'états phasiques assez simples, de type gaz raides, réalistes uniquement près d'un point de fonctionnement ; soit des tabulations, coûteuses en temps de calcul. L'objectif de ce travail est de proposer des lois d'états réalistes pour l'eau, mais qui restent relativement simples analytiquement. Pendant la Semaine d'Etudes Maths Entreprise" (SEME), nous nous sommes intéressés à la modélisation de la vapeur d'eau. Notre idée de départ est la suivante : la vapeur d'eau peut-elle être modélisée par un mélange de deux gaz raides ? Nous avons d'abord mené une analyse des équations de la thermodynamique de façon à formuler une équation d'état dans le plan (p, T). Nous avons ensuite implémenté un algorithme pour optimiser les paramètres de ces équations afin de minimiser l'écart avec la formulation IAPWS-97, qui sert ici de loi d'état de référence pour l'eau.
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Dates and versions

hal-02114552 , version 1 (29-04-2019)

Identifiers

  • HAL Id : hal-02114552 , version 1

Cite

Lucie Quibel, Philippe Helluy, Marie Chion, Philippe Ricka. Mélanger des gaz raides pour créer de nouvelles lois d'état. [Rapport de recherche] IRMA, Université de Strasbourg; EDF R&D. 2019. ⟨hal-02114552⟩
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