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

More documents

Recommendations

Info

9.4. Vent ionique0.120.10.08y (m)0.060.040.020-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12x (m)Figure 9.12 – Maillages pour les calculs de la décharge électrique (isopotentielles et lignes dechamp) et de l’aérodynamique (rectangulaire)0.70.70.64000.6400y (cm)0.50.40.3300200y (cm)0.50.40.33002000.20.11000.20.110001.8 2 2.2 2.4x (cm)05.6 5.8 6 6.2x (cm)Figure 9.13 – Force interpolée (Nm −3 ) sur le maillage Aéro à 200 mailles, à l’anode (gauche) età la cathode (droite)0.70.70.64000.6400y (cm)0.50.40.3300200y (cm)0.50.40.33002000.20.11000.20.110001.8 2 2.2 2.4x (cm)05.6 5.8 6 6.2x (cm)Figure 9.14 – Force interpolée (Nm −3 ) sur le maillage Aéro à 400 mailles, à l’anode (gauche) età la cathode (droite)143
9. Modélisation 2D du cas expérimentalDes tests supplémentaires montrent qu’un maillage à 100 mailles est trop peu raffiné pourbien retranscrire l’effet de la décharge. Dans ce qui suit, les résultats obtenus avec le maillage leplus fin sont décrits.9.4.2 Ecoulement externe au reposLe calcul du vent ionique est effectué sur un écoulement initialement au repos. Le fluide estmis en mouvement préférentiellement dans la direction des x, de l’anode vers la cathode, Figure9.15. Il subit une première accélération forte à l’anode et une deuxième à la cathode. Entre lesdeux il est légèrement accéléré. Après la cathode, l’écoulement est freiné par frottement visqueux.Le gain de vitesse maximal est de 1,3 m/s environ. Le fluide est aspiré des parties supérieuresvers la paroi pour ensuite être dirigé de l’anode vers la cathode. Cette description rejoint lesobservations expérimentales. Les niveaux de vitesse sont cependant sous-estimés de moitié.Les profils de vitesse sont comparés aux mesures de Séraudie [62] en différentes abscisses. Legain de vitesse généré par l’anode est de 1 m/s sur les présents calculs en x = 3, 4 et 5 cm,au lieu de 2,5 à 3 m/s. L’action de l’anode est donc sous-estimée. L’ordre de grandeur du ventionique reste cependant réaliste. La zone d’action de la décharge se rapporte bien à celle desexpériences, à savoir qu’elle s’étend sur plus de 1 cm au-dessus de la paroi. La bonne descriptionspatiale de l’effet de l’actionneur constitue une avancée importante du modèle 2D, par rapportau précédent modèle 1D. Le gain de vitesse obtenu à la cathode permet de se rapprocher desmesures et il ne subsiste en x = 8 cm qu’un écart de 1 m/s. Le modèle 2D des décharges, bienque peu résolu en espace, permet ainsi de simuler relativement bien le vent ionique créé par ledispositif expérimental du chapitre 3.9.4.3 Ecoulement externe basse vitesseLa force électrique est appliquée sur l’écoulement de couche limite sur plaque plane. L’effet surl’aérodynamique est peu visible sur les cartographies des vitesses tangentielle et perpendiculaireà la paroi, Figure 9.17. On note que la vitesse d’aspiration du fluide est d’à peine 6 cm/s. Il estplus diffile, avec la même force, de dévier un écoulement de 5 m/s, que de mettre en mouvementun fluide au repos.Les profils de vitesse montrent à nouveau une action plus faible par rapport aux mesures,Figure 9.18. L’effet de la force plasma est de rajouter une vitesse maximale de 0,5 m/s dans lacouche limite.En conclusion, la force obtenue grâce au modèle 2D de la décharge électrique permet d’obtenirune description qualitativement en accord avec les observations expérimentales et les mesuresassociées. Quantitativement, le vent ionique est sous-estimé de moitié. Son action sur les écoulementsde couche limite en est alors défavorisée.144
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 66 and 67:
Page 68 and 69:
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 88 and 89:
Page 90 and 91:
Page 92 and 93:
6.3. Validation sur le dispositif S
Page 94 and 95:
Page 96 and 97:
Page 98 and 99:
Page 100 and 101:
Chapitre 7Comportement du modèleCe
Page 102 and 103:
7.2. Décharge Fil - Cylindre néga
Page 104 and 105:
Page 106 and 107:
Page 108 and 109:
Page 110 and 111:
7.3. Décharge Fil - Cylindre posit
Page 112 and 113: 7.3. Décharge Fil - Cylindre posit
Page 114 and 115: 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 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 ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?