Modes de Kovásznay pour l'étude de la stabilité linéaire d'écoulements d'ablation autosemblables PDF Download
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Author: Virginie Lombard
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Languages : fr
Pages : 283
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Book Description
Une approche possible pour l’étude de la stabilité d’écoulements d’ablation en fusion par confinement inertiel consiste à considérer les solutions autosemblables de l’hydrodynamique avec conduction thermique non linéaire pour des gaz parfaits en milieu semi-infini. Ces solutions et leurs perturbations sont calculées à l’aide de méthodes spectrales multidomaines avec adaptation dynamique de maillage. Pour des non-uniformités du flux laser, il est montré que le maximum d’amplitude des perturbations dépend fortement de la compressibilité. Des couplages entre les modes de Kovásznay sont identifiés et des équations d’évolution sont déterminées pour chaque zone de l’écoulement d’ablation. Une comparaison avec des résultats expérimentaux d’écoulements soumis à des perturbations de type rugosité est ensuite amorcée
Author: Virginie Lombard
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Languages : fr
Pages : 283
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Book Description
Une approche possible pour l’étude de la stabilité d’écoulements d’ablation en fusion par confinement inertiel consiste à considérer les solutions autosemblables de l’hydrodynamique avec conduction thermique non linéaire pour des gaz parfaits en milieu semi-infini. Ces solutions et leurs perturbations sont calculées à l’aide de méthodes spectrales multidomaines avec adaptation dynamique de maillage. Pour des non-uniformités du flux laser, il est montré que le maximum d’amplitude des perturbations dépend fortement de la compressibilité. Des couplages entre les modes de Kovásznay sont identifiés et des équations d’évolution sont déterminées pour chaque zone de l’écoulement d’ablation. Une comparaison avec des résultats expérimentaux d’écoulements soumis à des perturbations de type rugosité est ensuite amorcée
Author: Virginie Drean
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce travail de thèse porte sur l'étude de la dynamique et de la stabilité de structures présentant deux fronts d'ablation dans le cadre de la fusion par confinement inertiel (FCI) en attaque directe. Dans un premier temps, des simulations 1D réalisées avec le code d'hydrodynamique CHIC ont permis d'obtenir ces structures. Pour cela, des plaques planes de matériaux de Z modéré, comme l'aluminium, la silice, le plastique dopé au brome, ainsi que le plastique sont éclairées par laser, à des intensités proches de celles requises pour la FCI. Les effets radiatifs, de par leur contribution dans le bilan d'énergie, modifient alors l'hydrodynamique de la cible : deux fronts d'ablation séparés par un plateau de densité quasi-constante sont observés. La dynamique de telles structures est alors caractérisée de manière qualitative. Une étude du préchauffage du combustible (DT) induit par le rayonnement de ces ablateurs de Z modéré est alors réalisée. Un nouveau modèle théorique, basé sur une hypothèse d'isobaricité au front d'ablation, prend en compte deux mécanismes de transport de l'énergie (transport d'électrons et de photons) et permet de reproduire ces structures en supposant un traitement analytique des opacités de la matière. De plus, ce modèle permet de comprendre les mécanismes physiques qui interviennent dans la formation des structures à double front d'ablation. Le code PERLE, dédié à l'étude de la stabilité hydrodynamique d'écoulements en phase linéaire, est alors modifié pour prendre en compte le transport de photons en utilisant les simplifications du modèle théorique. La deuxième partie de cette thèse porte sur la stabilité hydrodynamique de ces structures à double front d'ablation. Les modèles existants pour les problèmes de stabilité au front d'ablation sont insuffisants : les limites de ces modèles sont montrées, mais des premières informations sur le front d'ablation principal sont néanmoins obtenues. Le code PERLE permet alors de calculer les perturbations linéaires au front d'ablation quand la structure à double front d'ablation entière est considérée. Des taux de croissance pour l'instabilité Rayleigh-Taylor ablative sont obtenus et présentent une nouvelle forme non connue, associée directement à la structure à double front d'ablation. Les calculs 2D réalisés avec le code CHIC et une physique plus réaliste confirment ces résultats. L'étude de la localisation spatiale des perturbations montrent la relation entre la structure à deux fronts d'ablation et la forme caractéristique des taux de croissance. Finalement, l'utilisation d'ablateurs de Z modéré peut être une alternative intéressante pour réduire l'instabilité de Rayleigh-Taylor au front d'ablation en FCI par attaque directe.
Author: Laurent Masse
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Languages : fr
Pages : 154
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L'objet de cette thèse concerne l'étude des instabilités hydrodynamiques pouvant se développer durant une expérience de fusion par confinement inertiel en attaque directe, et plus particulièrement celle dite du front d'ablation . L'étude est de façon générale inspirée des méthodes et des idées de la théorie des flammes prémélangées, où apparaissent des fronts réactifs couplés à l'hydrodynamique. L'étude s'attache à comprendre de façon simple la physique des phénomènes mis en jeux. Un modèle est présenté dont l'analyse numérique et analytique, dans différentes limites de paramètres, permet de décrire l'évolution linéaire des fronts d'ablation et permet, en outre, d'obtenir les résultats classiques de la théorie des flammes. Le lien est alors fait entre les deux domaines et les rôles relatifs de l'instabilité de Darrieus-Landau et de la stabilisation diffuse sont déterminés. L'origine diffuse de la stabilisation est clairement démontrée apportant une lumière nouvelle sur la dynamique linéaire des fronts d'ablation plissés et sur la compréhension de ce type d'instabilité.
Author: Christophe Almarcha (Bernard, Alphonse)
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Languages : fr
Pages : 138
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Dans le domaine de la Fusion par Confinement Inertiel (FCI), des instabilités hydrodynamiques se développent pendant la phase d'accélération lors de l'implosion d'une cible soumise à un rayonnement intense. Ces instabilités, relativement semblables à celle de Rayleigh-Taylor, compromettent la symétrique sphérique essentielle à l'amorçage des réactions thermonucléaires en fin de phase de compression. Leur compréhension nécessite l'étude de phénomènes couplés hydrodynamiques et thermiques sur une large gamme de longueurs de variation, ce qui rend les simulations numériques directes difficiles. En considérant des régimes intermédiaires d'accélération dans la limite asymptotique d'un fort exposant en température pour la conductivité thermique, le modèle classique en FCI se réduit à l'étude d'une discontinuité (le front d'ablation) entre deux écoulements potentiels. Ceci permet d'utiliser des méthodes numériques précises d'intégrales de frontière. Les simulations peuvent alors être poussées à des stades hautement non linéaires et font apparaître une singularité en temps fini, caractérisée par une divergence des gradients de vitesses et de la courbure du front. Cette singularité remet en question la validité de la limite asymptotique utilisée. On montre qu'un effet de tension de surface qui apparaît à l'ordre suivant du développement asymptotique est suffisant pour supprimer l'apparition en temps fini de la singularité.
Author: MARIE-CHRISTINE.. VINCOURT
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Languages : fr
Pages : 116
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Book Description
ETANT DONNE UN ECOULEMENT MOYEN HORIZONTAL, PARALLELE, ANTISYMETRIQUE, D'UN FLUIDE PARFAIT STRATIFIE, ON RELIE SON INSTABILITE A L'EXISTENCE DES MODES NORMAUX DE NOMBRE D'ONDE ALPHA , AMPLIFIES DANS LE TEMPS. UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE RAPPELLE L'EQUATION DE TAYLOR-GOLDSTEIN ET LES NOTIONS DE FRONTIERE DE STABILITE ET DE COURBE NEUTRE STATIONNAIRE. L'EXISTENCE, DANS LE CAS HOMOGENE, D'UN NOMBRE D'ONDE DE REFERENCE EST RAPPELEE. DES PARAMETRES DE FORME ET DES LONGUEURS D'ONDE DE REFERENCE SONT PROPOSES POUR LE CAS STRATIFIE. CEUX-CI SONT DEFINIS PAR DES INTEGRALES A PARTIR DES PROFILS DE VITESSE ET DE MASSE VOLUMIQUE DE L'ECOULEMENT MOYEN. LEURS VALEURS DETERMINENT LES POINTS DES COURBES NEUTRES STATIONNAIRES INDEPENDEMMENT DU PROFIL DE VITESSE MOYENNE CONSIDERE
Author: Yoann Levy
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Dans le cadre de la fusion par confinement inertiel, nous présentons une analyse des effets du champ magnétique sur le développement linéaire des instabilités de Richtmyer-Meshkov, en magnétohydrodynamique idéale d'une part, et de Rayleigh-Taylor au front d'ablation, dans les phases d'accélération et de décélération d'autre part.A l'aide d'un code linéaire de perturbation, nos simulations mono mode nous permettent de confirmer, pour l'instabilité de Richtmyer-Meshkov, la stabilisation apportée par la composante du champ magnétique parallèle au vecteur d'onde des perturbations de l'interface, dont l'amplitude oscille au cours du temps. Nous montrons que la prise en compte de la compressibilité n'apporte pas de changements significatifs par rapport au modèle impulsionnel incompressible existant dans la littérature. Dans nos simulations numériques bidimensionnelles, en géométrie plane, de l'instabilité de Rayleigh-Taylor dans la phase d'accélération, nous prenons en compte le phénomène d'auto-génération de champ magnétique induite par cette instabilité. Nous montrons qu'il est possible d'atteindre des valeurs de champ de l'ordre de quelques teslas et que la croissance de l'amplitude des perturbations transite plus rapidement vers un régime de croissance non-linéaire avec, notamment, un développement accru de la troisième harmonique. Nous proposons également une adaptation d'un modèle existant, étudiant l'effet d'anisotropie de conductivité thermique sur le taux de croissance de l'instabilité de Rayleigh-Taylor au front d'ablation, pour tenter de prendre en compte les effets des champs magnétiques auto-générés sur le taux de croissance de l'instabilité de Rayleigh-Taylor. Enfin, dans une étude numérique à deux dimensions, en géométrie cylindrique, nous analysons les effets des champs magnétiques auto-générés par l'instabilité de Rayleigh-Taylor dans la phase de décélération. Cette dernière étude révèle l'apparition de champs magnétiques pouvant atteindre plusieurs milliers de teslas sans pour autant affecter le comportement de l'instabilité de Rayleigh-Taylor.
Author: Carine Boudesocque-Dubois
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Languages : fr
Pages : 224
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Book Description
LA QUESTION DE LA STABILITE D'UN ECOULEMENT D'ABLATION, POUR LEQUEL UN CHOC PRECEDE UN FRONT DE CONDUCTION, SE POSE DANS LE CADRE DE LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL. DANS LE MODELE EST CONSIDEREE UNE SOLUTION EXACTE AUTOSEMBLABLE DES EQUATIONS DE L'HYDRODYNAMIQUE AVEC UNE CONDUCTION THERMIQUE NON LINEAIRE, EN SYMETRIE PLANE ET POUR UN DOMAINE SEMI-INFINI. FAUTE D'UNE SOLUTION ANALYTIQUE, UNE RESOLUTION NUMERIQUE DE GRANDE PRECISION EST OBTENUE EN ASSOCIANT UNE METHODE DE DIFFERENCES FINIES A UN ALGORITHME DE RELAXATION COUPLE A UNE METHODE PSEUDO-SPECTRALE BI-DOMAINE. LA STABILITE EST ETUDIEE EN INTRODUISANT DES PERTURBATIONS LINEAIRES DANS LE CADRE D'UNE FORMULATION LAGRANGIENNE-EULERIENNE. LE PROBLEME AUX CONDITIONS INITIALES ET AUX LIMITES EST RESOLU PAR UNE METHODE DE SPLITTING ENTRE UN SYSTEME HYPERBOLIQUE ET UNE EQUATION PARABOLIQUE. LA METHODE DE THOMPSON EST ETENDUE AUX METHODES SPECTRALES POUR LE TRAITEMENT DES CONDITIONS AUX LIMITES DU SYSTEME HYPERBOLIQUE. L'EQUATION PARABOLIQUE EST RESOLUE PAR LA METHODE DE LA MATRICE D'INFLUENCE. CES METHODES DE RESOLUTION SONT VALIDEES SUR DES SOLUTIONS EXACTES. EN CONSIDERANT UNE PERTURBATION DU FLUX AUX LIMITES, LES EVOLUTIONS SPATIO-TEMPORELLES DES PERTURBATIONS DE DENSITE, DE VITESSE ET DE TEMPERATURE SONT PRESENTEES.
