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Index
Table des matières
Remerciements
1
Accès rapide
Liste des figures
Liste des tableaux
Glossaire
Structure du document
2
Document principal
1
. Contexte technologique et scientifique
1
.
1
Les hautes puissances pulsées
1
.
1
.
1
Présentation et historique
1
.
1
.
2
Applications des hautes puissances pulsées
1
.
1
.
3
Naissance du projet SYRINX
1
.
2
Principes et configurations étudiés
1
.
2
.
1
Démonstration de la conservation du flux
1
.
2
.
2
Principe de fonctionnement
1
.
2
.
3
Les générateurs magnéto-explosifs
1
.
2
.
4
Schéma de compression de flux utilisé au CEG
1
.
2
.
5
Paramètres de ce schéma
1
.
3
Modélisation 0D
1
.
3
.
1
Approche analytique
1
.
3
.
2
Scénario énergétique de la compression de flux
1
.
3
.
3
Limitations d'une telle approche
1
.
4
Phénomènes impliqués
1
.
4
.
1
Plasma précurseur
1
.
4
.
2
Diffusion du champ magnétique
1
.
4
.
3
Physique 2D du liner
1
.
4
.
4
Interaction compresseur de flux/charge
1
.
4
.
5
Claquages dans les gaps
1
.
5
Charges et applications
1
.
5
.
1
Physique du pinch
1
.
5
.
2
Interaction courant matière détaillée
2
. Modélisation numérique
2
.
1
Codes 0D et 1D
2
.
1
.
1
Présentation des codes et de leurs modèles
2
.
1
.
2
Limitations
2
.
1
.
3
Usage recommandé
2
.
2
Codes 2D
2
.
2
.
1
Présentation des codes et de leurs modèles
2
.
2
.
2
Limitations
2
.
2
.
3
Usage recommandé
2
.
2
.
4
Modélisation retenue
2
.
2
.
5
Comparaison expérience/simulation
2
.
3
Autres codes
2
.
3
.
1
Présentation des codes et de leurs modèles
3
. Programme expérimental
3
.
1
Type de tirs
3
.
1
.
1
Tirs radiatifs
3
.
1
.
2
Tirs de hautes pressions
3
.
2
Dimensionnement des tirs
3
.
2
.
1
Dimensionnement étape par étape
3
.
2
.
2
Éléments divers
3
.
2
.
3
Dimensionnement d'un échantillon Visar
3
.
2
.
4
Diagnostics utilisés
3
.
3
Expériences d'autres équipes
3
.
4
Autres schémas de compression de flux
3
.
5
Architecture pour une machine
3
.
6
Points durs
3
.
6
.
1
Protection radiologique
3
.
6
.
2
Tenue des gaps
3
.
6
.
3
Contraintes sur les diagnostics
3
.
6
.
4
Fabrication des liners
3
.
6
.
5
Pertes de flux
3
.
6
.
6
Pré-impulsion de courant dans la charge
3
.
7
Performances attendues
4
. Conclusion
3
Annexes
A. Machines utilisées lors du programme expérimental
A.
1
Description de la machine Z
A.
1
.
1
Adaptation du générateur à la compression de flux
A.
1
.
2
Dimensionnement général d'un tir de compression de flux
A.
2
Description de la machine Ecf
B. Détails du programme expérimental
B.
1
Généralités pour les tirs sur Z
B.
1
.
1
Grille de lecture des illustrations
B.
1
.
2
Dépouillement des résultats
B.
2
Résultats des tirs sur Z
B.
2
.
1
Z325
B.
2
.
2
Z330
B.
2
.
3
Z356
B.
2
.
4
Z366
B.
2
.
5
Z428
B.
2
.
6
Z539
B.
2
.
7
Z591
B.
2
.
8
Z635
B.
2
.
9
Z680
B.
2
.
10
Z779 et Z780
B.
2
.
11
Z815 et Z816
B.
3
Résultats des tirs sur ECF
B.
3
.
1
ECF 164
B.
3
.
2
ECF 178
B.
3
.
3
ECF 421
B.
3
.
4
ECF 426
C. Les équations de la MHD
C.
1
Rappels mathématiques
C.
1
.
1
Opérateurs divergence et rotationnel
C.
1
.
2
Dérivée particulaire
C.
2
Équations de M
AXWELL
pour la MHD
C.
2
.
1
Loi d'O
HM
généralisée
C.
2
.
2
Équation de la diffusion
C.
2
.
3
Force de L
ORENTZ
par unité de volume
C.
3
Équations de l'hydrodynamique
C.
3
.
1
Équation de la continuité hydrodynamique
C.
3
.
2
Force de frottement visqueux
C.
3
.
3
Force dûe à la pression
C.
3
.
4
Conservation de la quantité de mouvement
C.
3
.
5
Équation thermique
C.
4
Grandeurs caractéristiques MHD
C.
4
.
1
Fraction d'ionisation
C.
4
.
2
Degré d'ionisation moyen
C.
4
.
3
Longueur de L
ANDAU
C.
4
.
4
Fréquence cyclotronique
C.
4
.
5
Fréquence plasma
C.
4
.
6
Longueur de D
EBYE
C.
4
.
7
Distance d'écrantage de T
HOMAS-
F
ERMI
C.
4
.
8
Vitesse d'A
LFVÉN
C.
4
.
9
Vitesse sonore
C.
4
.
10
Vitesse sonore dans un plasma
C.
4
.
11
Onde magnétosonique
C.
4
.
12
Nombre de R
EYNOLDS
magnétique
C.
4
.
13
Nombre de M
ACH
C.
4
.
14
Nombre de H
ARTMAN
C.
4
.
15
Paramètre
du plasma
C.
5
Régimes caractéristiques MHD
C.
5
.
1
Plasma cinétique, plasma corrélé
C.
5
.
2
Plasma en équilibre thermodynamique, plasma hors équilibre
C.
5
.
3
Plasma classique, plasma quantique
C.
5
.
4
Plasma magnétisé, plasma collisionnel
C.
5
.
5
Plasma électriquement quasi-neutre
C.
5
.
6
Modèle à une température, modèle à deux températures
C.
6
Conclusion
C.
6
.
1
Établissement d'un diagramme des états
C.
6
.
2
Applications numériques à quelques plasmas
D. La résistivité
D.
1
Définition de la résistivité
D.
1
.
1
Définition microscopique
D.
1
.
2
Définition macroscopique
D.
1
.
3
Puissance J
OULE
D.
2
Modèles de matériaux solides
D.
2
.
1
Modèle d'atomes dans un métal
D.
2
.
2
Modèle de K
NOEPFEL
D.
3
Plasma cinétique, modèle de S
PITZER
D.
3
.
1
Calcul de la fréquence de collision
D.
3
.
2
Limitations du modèle de S
PITZER
D.
4
Modèles hors du régime cinétique
D.
4
.
1
Principe du calcul d'une résistivité
D.
4
.
2
Modèle de Z
IMAN
D.
4
.
3
Modèle de R
INKER
D.
4
.
4
Modèle de L
EE-
M
ORE
D.
4
.
5
Modèle de L
EE-
M
ORE-
D
ESJARLAIS
D.
5
Comparaison de modèles de résistivité: cas de l'aluminium
D.
6
Remarques connexes
D.
6
.
1
Domaines de validité des modèles présentés
D.
6
.
2
Résistivité anormale
D.
6
.
3
Du bon usage d'un modèle
E. La diffusion du champ magnétique - modélisation 1D plane
E.
1
Problématique
E.
1
.
1
Equations de Maxwell
E.
1
.
2
Modélisation en ondes planes
E.
1
.
3
Résolution de la relation de dispersion
E.
2
Diffusion des champs
E.
2
.
1
Nécessité de la prise en compte de la diffusion
E.
2
.
2
Résolution plane de la diffusion du champ
E.
2
.
3
Normalisation du problème
E.
2
.
4
Épaisseur de peau du flux
E.
3
Modélisation numérique
E.
3
.
1
Choix de l'équation à calculer
E.
3
.
2
Méthode utilisée
E.
4
Résultats
E.
4
.
1
Comment utiliser les courbes de référence
E.
4
.
2
Exemples de résistivité électrique
E.
4
.
3
Cas sinuoïdal
E.
4
.
4
Cas du sinus carré
E.
4
.
5
Rampe de courant
E.
4
.
6
Courbes de référence
F. Simulation d'explosion de conducteur sous l'effet du passage du courant
F.
1
Conducteur parcouru par un courant type Z635
F.
1
.
1
Définition de la simulation
F.
1
.
2
Régimes de diffusion
F.
1
.
3
Considérations de pression
F.
1
.
4
Limitations de cette simulation
F.
2
Conducteur parcouru par un courant type LPE24
F.
2
.
1
Objectifs de la simulation
F.
2
.
2
Résultats de la simulation
G. Formation d'une coquille de plasma
G.
1
Utilisation des cages de fils
G.
2
Modèle heuristique de formation de la coquille
G.
2
.
1
Dynamique individuelle d'un fil
G.
2
.
2
Formation de la coquille
G.
2
.
3
Implosion et instabilité de R
AYLEIGH-
T
AYLOR
G.
2
.
4
Stagnation et rayonnement
G.
3
Formation de la coquille de plasma, vision plus complète
H. Mach2 - Paramétrage physique
H.
1
Concepts généraux
H.
1
.
1
Paramètre de relaxation
H.
1
.
2
Schéma multigrid
H.
1
.
3
Méthode implicite, explicite, semi-implicite
H.
1
.
4
Difficulté de la résolution de la convection
H.
1
.
5
Maillage lagrangien, maillage eulérien
H.
1
.
6
Résolution de la diffusion du champ magnétique
H.
1
.
7
viscosité numérique
H.
1
.
8
Limitation du pas de temps
H.
1
.
9
Pas de temps initial
H.
2
Section
Contrl
de Mach2
H.
2
.
1
contrôle du pas de temps
H.
2
.
2
contrôle de l'algorithme multigrid
H.
2
.
3
Champs magnétiques
H.
2
.
4
Chaleur
H.
2
.
5
Hydrodynamique
H.
3
Modélisation du pseudo vide
H.
3
.
1
étendue de la plage de densité
H.
3
.
2
Influence de la diffusivité du pseudo vide
H.
3
.
3
Phénomène d'emballement lors du passage du courant dans des basses densités
H.
3
.
4
Accrétion de matière venant du vide et chocs dans le vide
H.
4
jeux de paramètres optimum conseillé pour la compression de flux
I. Mach2 - Paramétrage pour la compression de flux
I.
1
Introduction
I.
2
Définition des paramètres numériques
I.
3
Définition de l'injection des courants
I.
3
.
1
Calcul des
facteurs de pertes
I.
3
.
2
Valeurs actuelles des paramètres
J. Mach2 - `` Température magique ''
J.
1
La température magique
J.
2
Lecture des tables eos
J.
3
Calcul de la température magique
J.
3
.
1
Première approximation
J.
3
.
2
Calcul affiné
J.
4
Matériaux courants de Mach 2
K. Mach2 - Bilans énergétiques
Introduction
K.
1
Données initiales
K.
1
.
1
Généralités sur MACH2
K.
1
.
2
Fichiers mis en cause
K.
1
.
3
Champs du fichier sfc
K.
2
Construction des bilans
K.
2
.
1
Composition de l'énergie
K.
2
.
2
Non conservation de l'énergie
K.
2
.
3
Calculs de la vitesse et du rayon
Bibliographie
Index
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- juillet 2002
du plasma
