Calcul des coefficients de transport dans des plasmas hors de l'équilibre PDF Download
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Author: Ali Mahfouf
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Languages : fr
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Book Description
Les propriétés de transport à haute température dans les gaz et/ou dans les plasmas ont une importance capitale dans différents domaines, à savoir dans le domaine de technologie de coupure à arc, plasmas de coupure, de soudure ou de gravure. La connaissance des coefficients de transport est nécessaire pour toute modélisation faisant intervenir les équations hydrodynamiques. Dans le cadre de la théorie cinétique des gaz dilués, une solution approchée de l'équation intégro-différentielle de Boltzmann régissant les fonctions de distribution a été proposée par Chapman-Enskog. Les coefficients de transport sont calculés classiquement par la méthode de Chapman-Enskog via les intégrales de collision. Dans le cadre de notre étude nous avons développé, dans un premier temps, un code numérique permettant l'obtention de ces intégrales de collision en tenant compte des singularités qui peuvent apparaître dans le calcul des sections efficaces relatives aux interactions entre les particules constituant les gaz et/ou les plasmas. Dans un second temps nous avons étudié l'influence du choix des paramètres des potentiels d'interaction sur les coefficients de transport. Par la suite, nous avons utilisé le code numérique ainsi développé pour évaluer les coefficients de transport du plasma d'hélium en étudiant l'influence du choix de la méthode de calcul de composition chimique sur ces coefficients. Enfin, un modèle simplifié d'une interaction entre une onde électromagnétique et un plasma d'hélium a été proposé comme une application directe des coefficients de transport.
Author: Ali Mahfouf
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Languages : fr
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Book Description
Les propriétés de transport à haute température dans les gaz et/ou dans les plasmas ont une importance capitale dans différents domaines, à savoir dans le domaine de technologie de coupure à arc, plasmas de coupure, de soudure ou de gravure. La connaissance des coefficients de transport est nécessaire pour toute modélisation faisant intervenir les équations hydrodynamiques. Dans le cadre de la théorie cinétique des gaz dilués, une solution approchée de l'équation intégro-différentielle de Boltzmann régissant les fonctions de distribution a été proposée par Chapman-Enskog. Les coefficients de transport sont calculés classiquement par la méthode de Chapman-Enskog via les intégrales de collision. Dans le cadre de notre étude nous avons développé, dans un premier temps, un code numérique permettant l'obtention de ces intégrales de collision en tenant compte des singularités qui peuvent apparaître dans le calcul des sections efficaces relatives aux interactions entre les particules constituant les gaz et/ou les plasmas. Dans un second temps nous avons étudié l'influence du choix des paramètres des potentiels d'interaction sur les coefficients de transport. Par la suite, nous avons utilisé le code numérique ainsi développé pour évaluer les coefficients de transport du plasma d'hélium en étudiant l'influence du choix de la méthode de calcul de composition chimique sur ces coefficients. Enfin, un modèle simplifié d'une interaction entre une onde électromagnétique et un plasma d'hélium a été proposé comme une application directe des coefficients de transport.
Author: Vincent Rat
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Languages : fr
Pages : 45
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Book Description
Ce mémoire est consacré au calcul des propriétés de transport dans des plasmas thermiques hors d'équilibre, pour lesquels la température cinétique des électrons est différente de celles des espèces lourdes, en maintenant un couplage électrons-particules lourdes, l'équilibre chimique est supposé établi. Des applications à l'argon pur et au mélange Ar-H2 sont présentées. Dans un premier temps, nous montrons que la théorie simplifiée des coefficients de transport, qui suppose la séparation entre électrons et espèces lourdes et qui est très souvent utilisée dans les modélisations hors d'équilibre, ne permet pas de vérifier la loi de conservation de la masse dans le mélange. Par conséquent, il est nécessaire de dériver une théorie des propriétés de transport, en abandonnant les hypothèses de la théorie simplifiée, dans les plasmas thermiques hors d'équilibre thermique. Nous ne considérons que les collisions élastiques. La méthode de Chapman-Enskog permet de résoudre l'équation de Boltzmann tout en gardant le couplage entre électrons et espèces lourdes. Ainsi, les coefficients de diffusion ordinaire, thermique, ambipolaire, et combinés ainsi que les conductivités électrique et thermique (de translation, de réaction) sont dérivés. Nous mettons également en évidence des coefficients de transport dus au déséquilibre thermique. L'application à l'argon pur permet de montrer que le déséquilibre thermique n'a pas d'influence sur la convergence des coefficients de transport. De plus, la comparaison avec les résultats de la théorie simplifiée montre d'importants écarts pour les conductivités électrique et de translation des électrons. L'application au mélange Ar-H2 montre que la conservation de la masse est maintenant satisfaite. De plus, nous mettons en évidence l'influence de la méthode de calcul de la composition du plasma hors d'équilibre thermique sur les coefficients de transport.
Author: Konstantinos Katsonis
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Languages : fr
Pages : 226
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APRES LA DESCRIPTION DES PROPRIETES GENERALES DU MODELE COLLISIONNEL RADIATIF, ON DONNE UN APERCU DE LA STRUCTURE DE L'ATOME D'ARGON ET DU MODELE ATOMIQUE IDEALISE. ON ABORDE ENSUITE LE PROBLEME DU CALCUL DES DIFFERENTS PARAMETRES ATOMIQUES (POIDS STATISTIQUES, PROBABILITES DE TRANSITION, FORCES D'OSCILLATEUR) NECESSAIRES A L'APPLICATION NUMERIQUE DU MODELE. ON CALCULE LES SECTIONS EFFICACES ET LES COEFFICIENTS DE REACTION POUR LES PROCESSUS RADIATIFS ET COLLISIONNELS DE L'ARGON. ON DONNE LES RESULTATS DE L'EXPLOITATION NUMERIQUE DU MODELE EN CE QUI CONCERNE LES PLASMAS OPTIQUEMENT MINCES. POUR LES PLASMAS OPTIQUEMENT EPAIS ON DONNE LA METHODE SUIVIE POUR LE CALCUL DES COEFFICIENTS D'ECHAPPEMENT ET ENSUITE LES RESULTATS OBTENUS POUR DES PLASMAS D'ARGON DONT LA REABSORPTION DU RAYONNEMENT EST INDEPENDANTE DE LA GEOMETRIE.
Author: Jean-Loup Delcroix
Publisher: L'Editeur : EDP Sciences
ISBN: 9782729605001
Category : Plasma (Ionized gases)
Languages : fr
Pages : 499
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A method of calculating the transport coefficient in an axisymmetric toroidal plasma is presented. This method is useful in calculating the transport coefficients in a Tokamak plasma confinement device. The particle density and temperature are shown to be a constant on a magnetic flux surface. Transport equations are given for the total particle flux and total energy flux crossing a closed toroidal surface. Also transport equations are given for the toroidal magnetic flux. A computer code was written to calculate the transport coefficients for a three species plasma, electrons and two species of ions. This is useful for calculating the transport coefficients of a plasma which contains impurities. It was found that the particle and energy transport coefficients are increased by a large amount, and the transport coefficients for the toroidal magnetic field are reduced by a small amount.
Author: Hugues Hingana
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Languages : fr
Pages : 166
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Dans le domaine des plasmas thermiques, de nombreux procédés industriels sont caractérisés en supposant l'équilibre thermique. Cependant ces conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des bords des plasmas crées par des arcs électriques ou des jets de plasmas. Les écarts à l'équilibre modifient alors considérablement la cinétique chimique du milieu et peuvent affecter le procédé étudié. La compréhension, l'analyse et la prédiction de ces procédés demandent alors une modélisation physique du plasma à deux températures (2T). Cette modélisation s'appuie sur le calcul préalable des propriétés du plasma 2T, calcul qui fait l'objet de cette thèse. La première partie de ce travail est consacrée au calcul de la composition d'un plasma à 2T. Il existe dans la littérature plusieurs théories permettant de calculer les densités des espèces pour un plasma hors équilibre mais l'originalité de ce travail se trouve dans l'établissement d'une loi " pseudo cinétique " régissant le peuplement des espèces. La seconde partie concerne le calcul des propriétés thermodynamiques. Elle s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de telles propriétés. Un effort particulier est fait pour séparer les contributions des électrons et celles des particules lourdes dans les échanges d'énergie. La dernière partie de cette thèse est dédiée aux calculs des coefficients de transport. Nous évoquons les grandes lignes de calculs des propriétés intermédiaires avant de présenter les différentes théories existantes dans la littérature. Tous les résultats ont été validés par confrontation du calcul à l'ETL avec la littérature.
Author: Claude Bonnefoi
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Languages : fr
Pages : 331
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METHODE DE CALCUL DE LA COMPOSITION, LES COEFFICIENTS DE TRANSPORT D'UN MELANGE GAZEUX PARTIELLEMENT IONISE, A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE, DONC DU TYPE PLASMA HAUTE PRESSION. ON RESOUT LES EQUATIONS DE BOLTZMANN PAR UNE METHODE ANALOGUE A CELLE DE CHAPMAN-ENSKOG, MAIS CETTE FOIS ENTIEREMENT HORS EQUILIBRE. LES PROCESSUS NON ELASTIQUES SONT ETUDIES ENTIEREMENT HORS EQUILIBRE. LA METHODE EST APPLIQUEE A UN MELANGE ARGON-HYDROGENE (POUR T::(E) VARIANT DE 5000 A 15000 K PAR PAS DE 100 K ET T::(E)/T::(B) VARIANT PAR VALEURS ENTIERES DE 1 A 10), ET LES RESULTATS NUMERIQUES SONT DONNES SOUS FORME DE COURBES
Author: Patrick Vieillefosse
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Languages : fr
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DETERMINATION DU FACTEUR DE STRUCTURE ET D'UNE EQUATION DE DISPERSION PERMETTANT DE FAIRE LE LIEN ENTRE LA COMPRESSIBILITE NEGATIVE, LES OSCILLATIONS DANS LA FONCTION DE DISTRIBUTION DE FAIRE ET LA DISPERSION NETATIVE. LE FORMALISME DE LA FONCTION REPONSE DONNE DES PROPRIETES ANALYTIQUES POUR LES FONCTIONS DE CORRELATION DE DENSITE OU DE COURANT. DETERMINATION DES FONCTIONS DE MEMOIRE DES COURANTS TRANSVERSES ET LONGITUDINAUX, ET DES 2 VISCOSITES EN FONCTION DES MOMENTS DES FONCTIONS DE DISTRIBUTION A 2 ET 3 CORPS. CALCUL DU COEFFICIENT DE DIFFUSION ET DES DIFFERENTS MOMENTS. APPLICATION DU MODELE A L'ETUDE DES NAINES BLANCHES OU LES PARTICULES SONT DES NOYAUX D'HELIUM
Author: M.I. Boulos
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9780306446078
Category : Science
Languages : en
Pages : 472
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Book Description
In this unique textbook and reference source, the authors integrate theoretical and applied research from a host of disciplines, including materials science, plasma physics, and advanced transport phenomena. Volume 1, the first of two, covers the fundamentals of plasma physics and gaseous electronics, thermodynamics, and transport properties of plasma.
Author: Amadou Sanon
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Languages : fr
Pages : 160
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DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL: TORCHE A PLASMA DE QUELQUES DIZAINES DE KILOWATTS POUR UN DEBIT DE GAZ DE QUELQUES DIZAINES DE NORMAUX-LITRES PAR MINUTE. CALCUL DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DU SYSTEME COMPLEXE AR/H::(2)/CH::(4) DANS L'HYPOTHESE DE L'ETL COMPLET VERIFIEE. DESCRIPTION DES 136 POTENTIELS D'INTERACTION ENTRE LES 17 ESPECES RETENUES: E, H, C, AR, H::(2), C::(2), C::(3), CH, CH::(2), CH::(3), CH::(4), C::(2)H, C::(2)H::(2), C::(2)H::(4), H**(+), C**(+), AR**(+). RESULTATS CONCERNANT LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION BINAIRE, LA CONDUCTIVITE THERMIQUE, LA VISCOSITE ET LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ENTRE 1000 ET 15000 K ET LA PRSSION COMPRISE ENTRE 0,1 ET 10 BARS
