Soutenance de thèse de Sergiu COSERU

Développement d'une méthode de frontières immergées pour la modélisation de décharges d'arc électrique en milieu gazeux ou liquide

Les travaux décrits dans cette thèse portent sur la simulation de plasma avec une méthode de frontières immergées pour écoulements compressibles. Un des objectif de ce travail de thèse a été d'adapter un solveur de frontières immergées déjà existant pour les fluides incompressible vers un fluide compressible. Un autre objectif est d'introduire des modules de calcul plasma afin de simuler une décharge électrique dans de l'eau liquide. la physique des plasmas est simplifiée sans prendre en compte les gaines. On utilise un solveur compressible basé sur une équation de l'énergie formulée en pression. Un point sensible du solveur est la partie diphasique qui doit résoudre correctement les changements de phase et l'interaction de la surface diphasique avec l'acoustique. Cette étude ouvre des perspectives d’application des décharges électriques dans les liquides pour des applications industrielles ou environnementales.

The work described in this thesis is about the simulation of plasma and immersed boundaries for compressible flows. One objective of this research is to adapt an existing immersed boundary solver for incompressible fluids to a compressible fluid. Another goal is to introduce plasma physics to simulate electrical arc discharge in liquid water. The plasma physics is simplified, without accounting for sheath formation. A compressible solver is used with the energy equation described in terms of pressure. A critical point of the solver is the multiphase component, which must accurately resolve liquid-vapor phase change and the interaction between the multiphase interface and acoustics. This study opens up potential applications of electrical discharges in liquids for industrial or environmental uses.