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Modélisation de la congélation d'un film fluide soumis à une précipitation surfondue

Zouzou Nichet Alexandre. (1996). Modélisation de la congélation d'un film fluide soumis à une précipitation surfondue. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

Lorsque les avions sont au sol pendant les temps froids, ils sont soumis aux intempéries telles que la neige, le vent, la pluie verglaçante. Ces intempéries peuvent provoquer une formation de glace qui peut entraîner des accidents lors du décollage. Pour remédier à ce problème, on utilise des liquides antigivre qui permettent de protéger l'avion contre l'apparition de glace. Cette protection est obtenue par retard de la congélation due à l'absorption et la dilution de la précipitation.

Afin de prédire les temps de protections disponibles pour chaque fluide, il faut étudier la congélation d'un film fluide soumis à une précipitation surfondue. Pour cela, le laboratoire international des matériaux antigivre (LIMA), en collaboration avec des compagnies fabriquant de produits commerciaux, a développé une méthode normalisée appelée WSET (Water Spray Endurance Test) pour mesurer le temps de protection du fluide antigivre. Cette méthode consiste à appliquer un fluide antigivre sur une plaque inclinée refroidie et à le soumettre à un brouillard givrant afin de mesurer le temps s'écoulant avant l'apparition de la glace. Les expériences effectuées au laboratoire sont longues, coûteuses et limitées dans leurs paramètres. D'autre part, elles ne permettent pas une description détaillée du fluide au cours du phénomène de drainage et de dilution.

L'objectif principal de ce mémoire est de réaliser une simulation numérique de la méthode normalisée. Pour réaliser cette simulation, on a développé un modèle mathématique reproduisant les phénomènes physiques. Tout d'abord, on a modélisé les phénomènes physiques décrivant l'écoulement visqueux, la dilution et la congélation du film fluide antigivre. Puis, on a conçu une simulation numérique, basée sur la modélisation, qui est capable de prédire le temps de protection du fluide antigivre, tout en donnant des informations sur la vitesse, la concentration en eau, la température en chaque point du fluide.

Le code de simulation du phénomène a été validé en comparant ses résultats avec ceux qui sont issus de la méthode normalisée. Il permet de déterminer rapidement le temps de congélation du film fluide en fonction des caractéristiques physiques du fluide (viscosité, concentration en eau, dilution) et des conditions micro-météorologiques (température, tension de surface, taux de précipitation). Le code peut être directement utilisé par l'industrie pour étudier et prédire les performances des fluides.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Mémoire de maîtrise)
Date:1996
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Maîtrise en ingénierie
Nombre de pages:106
ISBN:1412307090
Identifiant unique:10.1522/1529119
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie des matériaux et génie métallurgique
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie mécanique
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Programmes d'études de cycles supérieurs en ingénierie
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Louchez, Patrick
Mots-clés:Glace--Formation, Antigels, Simulation par ordinateur, Glace--Prévention--Modèles mathématiques, Verglas, Ice formation, Antifreeze solutions, Computer simulation, Ice prevention--Mathematical models, Glaze (Meteorology), THESE, ANTIGIVRE, CONGELATION, FLUIDE, GIVRE, GLACE, MATHEMATIQUE, MODELISATION, PREDICTION, PROTECTION, SIMULATION, TEMPS, VERGLAS
Déposé le:01 janv. 1996 12:34
Dernière modification:03 juin 2011 14:03
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