Modélisation numérique de problèmes de transition de phase en mécanique des fluides par la méthode des éléments finis

On présente un modèle pour le phénomène de transition de phase, basé une méthode eulérienne de capture de l'interface dans le cadre d'une discrétisation à l'aide de la méthode des éléments finis. Ce modèle est applicable aux écoulements multifluides où les phases sont incompressibles et immiscibles. Une technique de calcul et de représentation des flux d'énergie est développée et analysée. Le module développé est vérifié à l'aide d'un problème qui représente l'ébullition dans l'espace à une dimension et qui est étendu dans l'espace à trois dimensions. Des pistes sont proposées pour poursuivre et améliorer le modèle présenté.

Abstract

We develop and implement a model for liquid-vapor phase change in the case of non-miscible and incompressible fluids. We use a finite element method to discretize the problem and an Eulerian marker to represent the liquid-vapor interface. A technique is developed and analysed to compute and represent energy fluxes during the phase transition. The implemented code is verified by solving a simple one dimensionnal boiling problem extended in three dimensionnal space. Suggestions are made to guide further studies of this problem.