Modélisation et simulation numérique de la génération de plasma ...

More documents

Recommendations

Info

7.3. Décharge Fil - Cylindre positiveF (kN/m 3 )2018161412108642t = 0 µst = 0.02 µst = 0.04 µst = 0.23 µs00 0.5 1 1.5 2x (cm)Figure 7.25 – Décharge positive - Évolutionde la force électriqueF dom(Nm −3 )2200200018001600140012001000100 102 104 106 108t (µs)Figure 7.26 – Décharge positive - Évolutionde la force électrique moyenne sur le domainepulsée non homogène en espace et variant fortement au cours du temps. Lorsque l’avalancheélectronique se déclenche, la force y est très intense, atteignant plus de 1 MN/m 3 . Une fois les ionspositifs évacués de cette zone, il s’ensuit une période d’action négligeable sur l’aérodynamique.Il est intéressant de suivre à nouveau l’évolution de la force moyenne en espace au cours dutemps. La Figure 7.26 trace ainsi la grandeur F dom (7.8). On s’aperçoît que la force globale surle domaine est positive et de l’ordre du millier de N/m 3 . Les pulses fournissent un niveau globalde force électrique intense, force qui diminue au cours du temps jusqu’à la création d’un nouveaupulse.807060F (kN/m 3 )50403020F (kN/m 3 )10 11000 0.5 1 1.5 2x (cm)10 00 0.5 1 1.5 210 2 x (cm)Figure 7.27 – Décharge positive - Force électrique moyennée sur une périodeSi l’on fait la moyenne de la force durant un pulse de courant, c’est-à-dire durant 3,6.10 −6 senviron, on obtient la répartition en espace de la force F moy (7.9) représentée Figure 7.27. Lesniveaux de force obtenus ici sont sensiblement égaux à ceux de la couronne négative, alors quecette dernière est le siège de pics de courant moins intenses. L’explication est la même que pourles niveaux de courant, à savoir qu’au final, malgré des dynamiques complètement différentes,95
7. Comportement du modèleles deux décharges produisent autant d’ions l’une que l’autre. Les champs électriques étant assezproches en région lointaine des électrodes, on obtient des forces électriques proches.En conclusion, l’action instationnaire de la décharge Fil - Cylindre positive peut être vuecomme une force continue et très intense dans la région voisine de l’anode, forte dans la régionlointaine, mais toujours dirigée de l’anode vers la contre-électrode.7.4 ConclusionLes résultats obtenus sur les configurations Fil - Cylindre positives et négatives donnentune idée précise de la physique des décharges et notamment des phénomènes impliqués dans ladynamique de création de pulses répétés. La charge d’espace créée est à l’origine d’une force électriquequi s’exerce principalement de l’électrode stressée vers l’extérieur, sauf dans la région trèsproche de la cathode pour une décharge négative. Les niveaux de force obtenus sont de l’ordrede quelques kN/m 3 . Si l’on compare ces niveaux à celui de la force utilisée dans le chapitre 4, ons’aperçoit que les décharges couronnes positives et négatives, simulées ici indépendamment l’unede l’autre, sont toutes deux capables d’agir de façon importante sur les écoulements. En effet,la conclusion du chapitre 4 est qu’une force de 500 N/m 3 appliquée sur un écoulement au reposprovoque un vent ionique de plus de 5 m/s.Cette étude confirme par ailleurs que la force électrique est directement liée au courantélectrique. En effet, c’est le courant porté par les ions négatifs pour la couronne négative et lecourant porté par les ions positifs pour la couronne positive, qui donnent le niveau de force atteintglobalement. Cela rejoint l’hypothèse principale du modèle phénoménologique produit dans lechapitre 4. Mais là où le modèle phénoménologique supposait une inactivité de la cathode, leprésent chapitre montre que la couronne négative n’est a priori pas à négliger.Cette étude détaillée permet d’estimer les forces opposées des couronnes positive et négativedu dispositif décrit sur les expériences de Séraudie [62], chapitre 3, mais isolées l’une de l’autre.On sait ainsi que pour une tension V G de 30 kV, les électrodes positive et négative isolées créenttoutes deux un courant important. Par contre, on ne sait pas si cette différence de potentielappliquée au dispositif expérimental constitué des mêmes électrodes séparées de 4 cm, entraîneraune activité électrique importante sur les deux électrodes.Le but est donc maintenant d’effectuer le calcul de la décharge couronne s’établissant entredeux fils. C’est l’objet des deux chapitres suivants, dont le premier présente une étude pseudo1D et le second une étude 2D du dispositif.96
Page 2:
Département Modèles pour l’Aér
Page 5 and 6:
Explorer un nouveau domaine lors de
Page 8:
Table des matièresTable des figure
Page 12 and 13:
Table des figures1.1 Schéma repré
Page 14 and 15:
TABLE DES FIGURES7.6 Décharge nég
Page 16 and 17:
Table des figures9.6 Isovaleurs de
Page 18 and 19:
Liste des tableaux2.1 Réactions da
Page 20 and 21:
Chapitre 1Introduction1.1 Observati
Page 22 and 23:
1.1. Observation du vent ionique1.1
Page 24 and 25:
1.2. Explication physique du vent i
Page 26 and 27:
1.3. Modèles de vent ioniqueZone n
Page 28 and 29:
1.4. Intérêt des plasmas pour l
Page 30 and 31:
1.6. Plan et résumé du mémoirePo
Page 32 and 33:
Chapitre 2Physique des décharges
Page 34 and 35:
2.2. Généralités sur les gaz ion
Page 36 and 37:
Page 38 and 39:
Page 40 and 41:
Page 42 and 43:
Page 44 and 45:
2.3. Décharges hors équilibre dan
Page 46 and 47:
Page 48 and 49:
Page 50 and 51:
Page 52 and 53:
Page 54 and 55:
Chapitre 3Description et analyse de
Page 56 and 57:
3.1. Descriptif du banc expériment
Page 58 and 59:
3.2. Analyse des résultatsd’une
Page 60 and 61:
Chapitre 4Description et mise en oe
Page 62 and 63:
4.1. Stratégie de résolution num
Page 64 and 65: 4.2. Modèle phénoménologique de
Page 70 and 71: 4.3. Conclusion4.3 ConclusionLa mé
Page 72 and 73: Chapitre 5Modèle physique des déc
Page 74 and 75: 5.2. Détermination de la vitesse d
Page 76 and 77: 5.2. Détermination de la vitesse d
Page 78 and 79: 5.3. Production des espècese, N 2
Page 80 and 81: 5.4. Courant électrique et prise e
Page 82 and 83: 5.5. BilanLe champ électrique sera
Page 84 and 85: Chapitre 6Description de la méthod
Page 86 and 87: 6.2. Description de la méthode num
Page 92 and 93: 6.3. Validation sur le dispositif S
Page 100 and 101: Chapitre 7Comportement du modèleCe
Page 102 and 103: 7.2. Décharge Fil - Cylindre néga
Page 110 and 111: 7.3. Décharge Fil - Cylindre posit
Page 112 and 113: 7.3. Décharge Fil - Cylindre posit
Page 116 and 117: Chapitre 8Modélisation pseudo 1D d
Page 118 and 119: 8.1. Dispositif Fil - Fil en pseudo
Page 120 and 121: 8.2. Résultat des simulations num
Page 126 and 127: 8.3. Variation des paramètres de l
Page 132 and 133: 8.4. Application à des configurati
Page 134 and 135: 8.5. Bilan du modèle électrique8.
Page 136 and 137: 8.6. Vent ionique8.6 Vent ioniqueLe
Page 138 and 139: 8.6. Vent ionique8.6.3 Ecoulement e
Page 140 and 141: 8.6. Vent ioniqueFigure 8.24 - Comp
Page 142 and 143: 8.7. Conclusionà l’utilisation d
Page 144 and 145: Chapitre 9Modélisation 2D du cas e
Page 146 and 147: 9.2. Méthode numériqueCi-1,jnoC i
Page 148 and 149: 9.2. Méthode numériqueLes caract
Page 150 and 151: 9.2. Méthode numériqueN n+1 2i,jL
Page 152 and 153: 9.3. RésultatsV G R γ L V 0 P 0 T
Page 154 and 155: 9.3. Résultatssuivant, à t = 1030
Page 156 and 157: 9.3. Résultats2t = 1000 µs122t =
Page 158 and 159: 9.3. Résultats0.3t = 1000 µsx 10
Page 160 and 161: 9.3. Résultats54400y (cm)323002001
Page 162 and 163: 9.4. Vent ionique0.120.10.08y (m)0.
Page 164 and 165:
9.4. Vent ioniqueFigure 9.15 - Comp
Page 166 and 167:
9.5. Conclusion9.5 ConclusionVenant
Page 168 and 169:
Chapitre 10ConclusionCette thèse,
Page 170 and 171:
forme de capacités, inductances et
Page 172 and 173:
Annexe ADescription de la cinétiqu
Page 174 and 175:
A.2. Sources en volumeξ = 0,06 −
Page 176 and 177:
Bibliographie[1] http ://fr.wikiped
Page 178 and 179:
BIBLIOGRAPHIE[31] Loeb L.B. Electri
Page 180:
BIBLIOGRAPHIE[63] Shcherbakov Yu. V
show all

Modélisation et simulation numérique de la génération de plasma ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?