Conservative numerical schemes for unsteady 1D two phase flow

Abstract

[SPA] Esta tesis está dedicada al modelado de mezclas bifásicas no estacionarias de líquido y vapor. Esta motivada por la gran cantidad de aplicaciones industriales en las que podemos encontrar estos fenómenos. Los transitorios en flujo bifásico son un aspecto muy importante en diferentes aplicaciones químicas, nucleares e industriales. En el caso de la industria nuclear, el estudio de transitorios en flujo bifásico es fundamental, debido a la importancia que tiene prevenir accidentes con pérdida de refrigerante (LOCA), as como garantizar un buen funcionamiento del circuito del refrigerante. Mediante la introducción de algunos de los códigos más importantes desarrollados en las dos últimas décadas, así como las técnicas de mallado que utilizan justificamos el presente desarrollo que se ha centrado en la extensión de algunos esquemas explícitos conservativos para obtener soluciones aproximadas del sistema de ecuaciones en flujo bifásico unidimensional. Estos han sido esquemas centrados y "upwind" para resolver problemas con flujo multifásico, muchos de ellos basados en la solución exacta o aproximada de problemas de Riemann usando métodos tipo Godunov tales como "Approximate Riemann Solvers" o métodos "Flux Vector Splitting". Fundamentalmente hemos estudiado los esquemas TVD, TVD Adaptados y la familia de esquemas AUSM. [ENG]The thesis is devoted to the modelization of non steady two phase mixtures of liquid and vapour. It has been motivated by the great amount of industrial applications in which we nd these phenomena. Transient two phase ow is a very important issue in nuclear, chemical and industrial applications. In the case of the nuclear industry due to the importance of preventing loss of coolant accidents (LOCA) and guarranteing a good perfomance of the coolant system in power plants. By means of the introduction of the most important codes developed during the last two decades and their associated mesh techniques we justify the present development which is centred on the extension of some conservative and explicit schemes to obtain approximate solutions of the system of equations in one dimensional one pressure two phase ow. They have been Centred and Upwind Schemes to solve multiphase ow problems, most of them based on the exact or approximate solution of Riemann problems using Godunov's like methods such as Approximate Riemann Solvers or Flux Splitting methods. We have studied mainly TVD schemes, Adapted TVD schemes (ATVD) and the AUSM family of schemes.