Modélisation numérique par la méthode SPH de la séparation eau-huile dans les séparateurs gravitaires

Nicolas Grenier 1
1 EHGO
LMF - Laboratoire de mécanique des fluides
Résumé : Dans l'industrie d'extraction pétrolière, l'efficacité des séparateurs eau-huile pour la production offshore est cruciale. L'objet de ce travail est de mettre en place les outils numériques nécessaires à la modélisation du fonctionnement de ces systèmes. Les phénomènes physiques entrant en jeu sont principalement : la présence d'interfaces entre des fluides non miscibles, la viscosité de ces fluides, et les effets de tension superficielle. Les modèles physiques et numériques correspondants ont été implémentés dans le cadre de la méthode numérique SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) développée au L.M.F.. Cette méthode numérique appartient à la classe des méthodes particulaires (sans maillage), suivant une approche d'écoulement compressible et avec une résolution explicite. Pour modéliser au mieux les écoulements bifluides, la formulation historique de la SPH a été enrichie par deux approches différentes, développées simultanément. Chacune d'entre elles a été validée séparément. La physique supplémentaire a été rajoutée par des modèles communs qui ont été validés sur différents cas tests tels que l'écoulement de Poiseuille, les instabilités de Rayleigh-Taylor, des cas d'envahissement ou l'évolution de bulles dans un liquide. Ce dernier cas a permis la comparaison aux outils de conception utilisés dans le procédé d'ingénierie de SAIPEM S.A., par l'intermédiaire d'une validation sur la loi de Stokes. Finalement, les capacités de la méthode sont illustrées sur la séparation eau-huile dans un séparateur de géométrie simplifiée.
Type de document :
Thèse
Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Ecole Centrale de Nantes (ECN) (ECN) (ECN) (ECN), 2009. Français
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Contributeur : Nicolas Grenier <>
Soumis le : mardi 6 mars 2012 - 11:18:48
Dernière modification le : jeudi 19 février 2015 - 15:58:38
Document(s) archivé(s) le : jeudi 7 juin 2012 - 02:21:02

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Nicolas Grenier. Modélisation numérique par la méthode SPH de la séparation eau-huile dans les séparateurs gravitaires. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Ecole Centrale de Nantes (ECN) (ECN) (ECN) (ECN), 2009. Français. <tel-00664668v2>

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