Note ABES Two-phase flow modeling for the simulation of loss-of-coolant accidents in nuclear reactors Modélisation des écoulements diphasiques pour la simulation des accidents de perte de réfrigérant dans les réacteurs nucléaires Écoulement diphasique Analyse numérique État métastable Sûreté nucléaire Two-phase flow Numerical analysis Metastable state Nuclear safety 532 621 Écoulement diphasique Radioprotection Mécanique des fluides Cette thèse étudie la dynamique des écoulements gaz-liquide, en se concentrant spécifiquement sur les accidents de perte de réfrigérant dans les réacteurs à eau pressurisée. Ces accidents représentent des défis de sécurité majeurs, car ils entraînent une perte rapide de réfrigérant, pouvant potentiellement causer des accidents graves du réacteur. L’étude met en avant le rôle crucial des états métastables, qui surviennent lorsque l’eau, généralement maintenue à haute pression pour rester sous forme liquide, subit une dépressurisation rapide.Pour aborder ces phénomènes complexes, cette recherche implémente et valide différents modèles d’écoulement diphasique dans un solveur numérique personnalisé. Deux modèles spécifiques sont examinés : un modèle à six équations intégrant un équilibre de vitesse relâché et un modèle à quatre équations basé sur des hypothèses d’équilibre cinétique, mécanique et thermique. De plus, le modèle à six équations avec une méthode de relaxation à taux arbitraire est étudié pour mettre en évidence le transfert de masse non instantané, qui est crucial pour prédire avec précision l’état métastable lors des transitions de phase. Les modèles sont validés à l’aide d’une gamme de cas tests, comprenant à la fois des cas standard trouvés dans la littérature et des cas spécifiques liés aux accidents de perte de réfrigérant. This thesis investigates the dynamics of gas-liquid flows, focusing specifically on Loss of Coolant Accidents (LOCAs) in Pressurized Water Reactors (PWRs). LOCAs present significant safety challenges, as they lead to rapid coolant loss, potentially causing severe reactor accidents. The study emphasizes the critical role of metastable states, which occur when water, typically maintained at high pressure to remain in liquid form, experiences rapid depressurization.To address these complex phenomena, this research implements and validates different two-phase flow models within a custom-built numerical solver. Two specific models are examined: a six-equation model incorporating a relaxed velocity equilibrium and a four-equation model based on kinetic, mechanical, and thermal equilibrium assumptions. Additionally, the six-equation model with an arbitrary-rate relaxation methodis investigated to emphasize the non-instantaneous mass transfer, which is critical for accurately predicting the metastable state during phase transitions. The models are validated using a range of test cases, including both standard cases found in the literature and specific test cases related to loss-of-coolant accidents. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 4163120 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/GUN_Anil_Kemal_2024_ED269.pdf http://www.theses.fr/2024STRAD038/abes https://theses.hal.science/tel-04933445 https://theses.hal.science/tel-04933445 https://theses.hal.science/tel-04933445 https://theses.hal.science/tel-04933445 Gün Anıl Kemal 1994-08-18 FR 283064358 069KZU003T7 22124729 4200015 https://theses.fr/2024STRAD038 2024STRAD038 https://doi.org/10.70675/b7f58f3fz9138z4b17z8192z9048727333ec 2024-11-15 Mecanique des fluides Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Hoarau Yannick MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 068954786 Goncalves Éric MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 13751817X Helluy Philippe MADS_PRESIDENT_DU_JURY 112507328 Mathis Hélène MADS_RAPPORTEUR_1 148681883 Corre Christophe MADS_RAPPORTEUR_2 131326244 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 ddc:620 Hoarau Yannick Goncalves Éric Helluy Philippe Mathis Hélène Corre Christophe École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 4163120