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, Rappels concernant le code CATHARE, vol.3
, Le développement de CATHARE 3 a démarré en 2006. Sa structure informatique permet entre autres de représenter des phases dispersées dans les écoulements (multi-champs), ce que CATHARE 2 ne permet pas. De façon plus générale, CATHARE 3 permet de calculer davantage d'équations par maille ce qui est intéressant pour le modèle de pompe 1D car il pourra s'agir à l'avenir de résoudre une équation de, La naissance du code CATHARE date de 1979. Trois versions principales du code se sont succédé jusqu'à aujourd'hui, vol.1
, Il contient approximativement 6000 fichiers sources Fortran .f (routines et sub-routines pour la manipulation des données) et 500 fichiers include .H (stockage des données). Cela représente environ un million de lignes de code, Le code CATHARE-3 est actuellement écrit en langage Fortran77
, Méthode de développement Les développements se font sous l'environnement Git (passage de Subversion à Git durant l'été 2017), éventuellement avec l'interface Eclipse. Les implémentations dans CATHARE 3 sont contrôlées car les développeurs sont multiples et il ne faut pas que le travail de chacun puisse être endommagé par les autres contributeurs. De plus, la non-régression des résultats de calcul est surveillée
, Architecture informatique de la pompe 1D
, Ces éléments, initialement de type axial, sont distingués des AXIAUX classiques de CATHARE 3 via l'ajout des mots clés respectifs PUMPSUCTION, PUMPIMPELLER et PUMPDIFFUSER lors de leur définition. L'utilisation de ces mots clés (variables de type entier) va permettre de diriger l'exécution du calcul vers les sub-routines de la "pompe 1D". Un quatrième élément de type AXIAL peut être ajouté à la suite du diffuseur pour représenter la conduite de refoulement, Un jeu de données de pompe modélisée en 1D dans sa version la plus simple contient 3 éléments : une aspiration, une roue et un diffuseur (ce dernier contient la volute)
, Le modèle 1D de pompe développé au cours de cette thèse représente à ce jour 75 sub-routines créées, et 27 sub-routines modifiées (langage Fortran77)
, AX_DIF_CARAH.f) -1 common de travail de l'AXIAL modifié (HIDENH.H) et sa routine structurelle associée (HIDENH.f) -1 common de travail de la pompe 0D modifié (POMIDENH.H) et sa routine structurelle associée (POMIDENH.f) -1 sub-routine de type reader, qui permet de lire et d'interpréter des jeux de données CATHARE contenant une pompe 1D (AXPUMP_READ.f) -3 routines d'initialisation de la pression et des vitesses dans la pompe 1D (AXPUMP_PINIT.f, AX_IMP_VINIT.f, AX_DIF_VINIT.f) -1 routine pilote de pré-calculs (AXPUMPVAR_PRECOMPUTE.f) -1 routine pilote de calculs (AXPUMPVAR_COMPUTE.f) -11 sub-routines d'accession aux variables, getteurs") créées (AX_IMP_CARA_getCOSBETA2.f, AX_IMP_VAR_getAXOM.f, AX_IMP_VAR_getGC_DIF_VTL.f, AX_IMP_VAR_getGC_DIF_VTG.f, AX_IMP_VAR_getSPOISR.f, AX_IMP_VAR_getVITENTRSR.f, AX_IMP_VAR_getWLSR.f, AX_IMP_VAR_getWGSR.f, AX_SUCT_VAR_getVLSA.f, AX_SUCT_VAR_getVGSA.f, AX_IMP_VAR_NAMIMPEL.f) -16 sub-routines de calcul spécifiques à la pompe 1D : fichiers .f servant au calcul des termes sources de la pompe 1D et de la vitesse de rotation de la roue (AX_IMP_DEVIA.f, AX_IMP_calEULER.f, AX_IMP_REDVAR.f, AXPUMP_calVARGEOM.f, AXPUMP_calFLOWRATE.f, AXPUMP_ROT_FRAME.f, AXPUMP_calROMOY.f, AXPUMP_calPERT.f, AXPUMP_OM_FROT.f, AXPUMP_OM_HYD.f, AXPUMP_OM_PREP.f, AX_IMP_calFKNZ.f, AX_IMP_calPCORR.f, AX_IMP_calMOY.f, AX_DIF_calPERT.f, AXPUMP_calMOY.f) -4 sub-routines de régénération de variables après résolution, spécifiques à la pompe 1D (AXPUMPVAR_BASC.f, AXPUMPVAR_REGEN.f, AXVAR_REGEN.f, AXPOVAR.f) -9 sub-routines servant à modifier les équations de base de l'AXIAL de CATHARE à partir des termes sources calculés (HMOMIK_AXPUMP.f, HMOMIK_AX_IMP.f, HMOMIK_AX_DIF.f, HMOMIT_AXPUMP.f, HENTHK_AXPUMP.f, HENTHK_AX_IMP.f, HENTHU_AX_DIF.f, HENTHV_AX_IMP.f, HENTHV_AX_DIF.f) -7 getteurs de la pompe 0D créés et utilisés pour la pompe 1D (PUMP_getPOVAR.f, PUMP_getPOCARA.f, POVAR_getOM.f, POCARA_getOMREF.f, POCARA_getHREF.f, POCARA_getQREF.f, POCARA_getGREF.f) -7 sub-routines partagées avec la pompe 0D de CATHARE, p.212
, AXIAL_REGEN.f) -3 sub-routines du PORT modifiées pour la pompe 1D (PORPERMI_PINIT.f, MODBC_calVAR.f, MODBC_cal1PHAS.f) -2 getteurs généraux utilisés pour la pompe 1D (get_OBJ.f, OBJ_getTYPE.f) -2 sub-routines générales utilisées pour la pompe 1D (USETVD.f, SLAW_INTER.f)
, Commençons par l'architecture de la partie lecture du jeu de données : la routine mère est AXPUMP_READ.f, elle même appelée par la routine reader de l'élément AXIAL ELEM_READ.f. Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub
, Voici ci-après l'architecture de la partie création et allocation des variables (hors maillage) : AX_SUCT_VARH.f est directement appelée par la routine ELEM_BUILD.f de l'élément AXIAL. Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines si aspiration : AX_SUCT_VARH.f Table 7.2 -Architecture de la partie création et allocation des variables, p.213
, Voici ci-après l'architecture de la partie création et allocation des variables dépendant du maillage (sur les faces) : elles sont directement appelées par la routine définissant le maillage ELEM_setMESH.f de l'élément AXIAL, p.214
, CHAPITRE 7. ANNEXES Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines
, 3 -Architecture de la partie création et allocation des variables dépendant du maillage, vol.7
, Voici ci-après l'architecture de la partie création et allocation des variables dépendant du maillage (variables scalaires) : elles sont directement appelées par la routine définissant les variables scalaires HVARH
, Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines
, Table 7.4 -Architecture de la partie création et allocation des variables dépendant du maillage
, Voici ci-après l'architecture de la partie initialisation du champ de pression dans la pompe 1D : la routine mère AXPUMP_PINIT.f est directement appelée par la routine HPERMI_calPRESSURE.f de l'élément AXIAL, p.215
, CHAPITRE 7. ANNEXES Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines dans tous les cas : AXPUMP_PINIT.f si roue : POMIDENH.f AX_IMP_DEVIA.f AX_IMP_calEULER.f si diffuseur : get_OBJ.f
, Table 7.5 -Architecture de la partie initialisation du champ de pression dans la pompe 1D
, Voici ci-après l'architecture de la partie initialisation du débit dans la pompe 1D : la routine MODBC_cal1PHAS.f a été modifiée pour tenir compte du changement de section lié au changement de repère dès l'initialisation (PERMINIT)
, Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines dans tous les cas : MODBC_cal1PHAS.f get_OBJ.f OBJ_getTYPE.f si élément axial : ELEM_getITYPPART_AXPUMP.f si diffuseur
, Voici ci-après l'architecture de la partie initialisation du champ de vitesses dans la pompe 1D : les routines mères AX_IMP_VINIT.f et AX_DIF_VINIT.f sont directement appelées par la routine HPERMI_INIT.f de l'élément AXIAL. Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines si roue
, Voici ci-après l'architecture de la partie pré-calculs : la routine mère est AXPUMPVAR_PRECOMPUTE.f, elle même appelée par la routine de pré-calculs HVAR_PRECOMPUTE.f de l'élément AXIAL. Un appel à HVAR_calVELOS.f (routine non-modifiée dans le cadre de ces développements) a été ajouté à la suite de l'appel à AXPUMPVAR_PRECOMPUTE.f afin de recalculer les normes des vitesses après les modifications de section réalisées
, Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines si aspiration ou diffuseur
, Voici ci-après l'architecture de la partie calculs : la routine mère est AXPUMPVAR_COMPUTE.f, elle même appelée par la routine de calculs HEQN_COMPUTE.f de l'élément AXIAL, p.217
, CHAPITRE 7. ANNEXES Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines
, Voici ci-après l'architecture de la partie impact sur les équations de base du modèle 1D : elles sont directement appelées par les routines de calcul des résidus des équations bilans de l'élément AXIAL (HENTHL.f, HENTHG.f, HMOMIL.f, HMOMIG.f)
, Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines
, Table 7.10 -Architecture de la partie impact sur les équations de base du modèle 1D
, Voici ci-après l'architecture de la partie gestion des itérations : elle est directement appelée par les routines gérant les itérations de l'élément AXIAL
, Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines
, Voici ci-après l'architecture de la partie étude de la convergence des variables : elles sont directement appelées par la routine EVAR_REGEN.f de l'élément AXIAL. Le critère de convergence est relaxé au niveau des points vecteurs où est réalisé le changement de repère, Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines si roue ou diffuseur
, Voici ci-après l'architecture de la partie régénération après résolution : elles sont directement appelées par la routine AXIAL_REGEN.f de l'élément AXIAL. Sub-routines Sub-sub-routines Sub-sub-sub-routines 'une liste. Le proceeding concernant la modélisation du phénomène de cavitation en sodium au sein d'un tube Venturi est ensuite fourni en entier dans cette annexe
, Modelling of a centrifugal pump using the CATHARE-3 one-dimensional transient rotodynamic pump model, International Journal of Fluid Machinery and Systems, vol.12, issue.2, 2019.
, Simulation of a radial pump fast startup transient and analyse of the loop response, International Journal of Turbomachinery Propulsion and Power, vol.4, issue.38, 2019.
, Les conférences sont de deux types : à dominante turbomachines et à dominante nucléaire
, Development and validation of a one-dimensional transient rotodynamic pump model at component scale, 29th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, Proceeding n ? 22, vol.240, 2018.
URL : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02140368
, Modelling of a converging/diverging tube using CATHARE-3 two-phase flow system code for sodium cavitation studies, 29th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, Proceeding n ? 283, vol.240, 2018.
, Modelling of a radial pump fast startup with the CATHARE-3 code and analyse of the loop response, 13th European Turbomachinery Conference (ETC-13), 2019.
, Qualification of the CATHARE-3 one-dimensional transient rotodynamic pump model on DERAP two-phase cavitating tests, International Congress on Advances in Nuclear Power Plants, 2019.
, Investigation of the pump, dissipation and inverse turbine operating modes using the CATHARE-3 one-dimensional rotodynamic pump model, Proceedings of the ASME-JSME-KSME 2019 Joint Fluids Engineering Conference (AJKFLUIDS2019), 2019.
, A rotodynamic pump seizure transient simulated using the CATHARE-3 one-dimensional pump model, 18th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-18), 2019.
URL : https://hal.archives-ouvertes.fr/cea-02181595
, Les documents techniques produits dans le cadre de la thèse sont pour certains des livrables visà-vis des partenaires impliqués (bilans annuels) et les autres sont des rapports de stagiaires encadrés sur le sujet
, Modélisation unidimensionnelle du comportement d'une pompe rotodynamique en fonctionnement normal et accidentel -Mémoire de thèse
, Validation du modèle unidimensionnel de pompe de CATHARE-3 : essais monophasiques RRA et essais diphasiques EVA -Mémoire de stage de fin d'études
, Prédiction des performances d'un compresseur radial avec le code CATHARE-3 -Mémoire de stage de fin d'études
, Modélisation unidimensionnelle du comportement d'une pompe rotodynamique en fonctionnement normal et accidentel -Bilan de 3ème année, 2018.
, Validation d'un modèle de pompe rotodynamique -Mémoire de stage de fin d'études, 2018.
, Modélisation unidimensionnelle du comportement d'une pompe rotodynamique en fonctionnement normal et accidentel -Bilan de 2ème année, 2017.
, Modélisation unidimensionnelle du comportement d'une pompe rotodynamique en fonctionnement normal et accidentel -Bilan de 1ère année
, Cavitation phenomena in liquid metals La houille blanche, vol.1, pp.31-36, 1968.
, IAHR Symposium, 1976.
, Specialists Meeting on Cavitation in Sodium and studies of Analogy with water as compared to sodium, 1976.
, Courbiere P 1979 6th conference on fluid machinery
, Symposium on cavitation erosion in fluid systems, 1981.
, International symposium on cavitation noise, 1982.
, ASME Symposium on flow induced vibration, 1984.
, Specialists meeting on cavitation criteria for designing mechanisms working in sodium: application to pumps, 1985.
, 6th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety, 2008.
, , 2009.
, Proceedings of the 18th International Conference on Nuclear Engineering ICONE18, 2010.
, The onset of cavitation and the acoustic noise characteristics of sodium flow in a venturi, Journal of Power and Energy Systems, vol.5, pp.33-44, 2011.
, Cavitation damage in flowing liquid sodium using venturi test section, Journal of Power and Energy Systems, vol.5, pp.77-85, 2011.
, , 2012.
, The CATHARE code strategy and assessment, Nuclear Engineering and Design, vol.124, pp.257-284, 1990.
, European Two Phase Flow Group Meeting, 1980.
, Bestion D 1990 The physical closure laws in the CATHARE code, Nuclear Engineering and Design, vol.124, pp.229-245
, On several laws of cavitation scaling La houille blanche, vol.4, pp.540-554, 1957.
, Hydraulic Institute Engineering Data Book, 1990.