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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-19-0488

DOMAINE DE RECHERCHE
Energie, thermique, combustion, écoulements / Sciences pour l'ingénieur
INTITULÉ DU SUJET Français English

Modélisation de caloduc oscillant

RÉSUMÉ DU SUJET

La gestion thermique des composants des véhicules ou appareils électroniques est nécessaire afin d’une part, d’éviter la surchauffe des éléments émetteurs de chaleur (moteurs, processeurs…) et d’autre part, de récupérer la chaleur pour l’utiliser par ailleurs. Des moyens de transfert de chaleur de plus en plus efficaces (tels que caloducs) sont recherchés. Le caloduc oscillant (Pulsating Heat Pipe, PHP) est un seul tube capillaire sans structure interne, plié en méandre et bouclé sur lui-même. Une des extrémités du méandre est en contact thermique avec un point chaud, l’autre, avec un point froid. Le PHP renferme un fluide diphasique sous la forme d’un train de bouchons liquides séparés par des bulles de vapeur. L’oscillation chaotique des bouchons liquides commence spontanément après le début du chauffage. Les bouchons se déplacent entre les zones chaude et froide engendrant l’échange de chaleur non seulement par la chaleur latente, mais aussi convectif. Cela fait du PHP un système simple et très efficace par rapport aux autres types des caloducs. Cependant, contrairement à eux, son fonctionnement est non-stationnaire (chaotique dans la plupart des cas) et donc plus difficile à comprendre et à modéliser. L’objectif de la thèse est d’une part de comprendre théoriquement l’écoulement hydrodynamique d’une bulle de Taylor en présence d’oscillations et changement de phase, et d’autre, le comportement collectif de l’ensemble des bulles à l’intérieur du capillaire en utilisant des méthodes de la dynamique non-linéaire et en s’appuyant sur le code de calcul CASCO (Code Avancé de Simulation de Caloduc Oscillant) développé au CEA. Cela est indispensable pour maitriser des différents régimes d’oscillations afin de convertir CASCO en un outil de dimensionnement pour des applications industrielles. Le travail sera mené en collaboration avec des groupes expérimentaux dans le cadre de projets nationaux et internationaux.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Mécanique des fluides, hydrodynamique, thermique des systèmes diphasiques

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l'Etat Condensé
Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2019
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Vadim Nikolayev  

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX
Service de Physique de l'Etat Condensé
Bât 772, Orme des Merisiers
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette Cedex

Téléphone : 33169089488

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Physique en Île-de-France (EDPIF)
DIRECTEUR DE THÈSE

Vadim Nikolayev

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX
Service de Physique de l'Etat Condensé
Bât 772, Orme des Merisiers
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette Cedex