Etudes numériques et expérimentale de la convection naturelle dans une couche poreuse inclinée PDF Download
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LA CONVECTION NATURELLE EST UN PHENOMENE DE TRANSFERT OMNIPRESENT DANS LES STRUCTURES GEOLOGIQUES POREUSES SATUREES. DANS DE TELLES STRUCTURES, IL EST POSSIBLE DE METTRE EN EVIDENCE DES ZONES DE FORTE PERMEABILITE ENTOUREES DE MILIEUX IMPERMEABLES IMPARFAITEMENT CONDUCTEURS DE LA CHALEUR. UNE CONFIGURATION DE REFERENCE EST ALORS DEFINIE: LA COUCHE POREUSE INCLINEE ENTRE EPONTES CONDUCTRICES DE LA CHALEUR SOUMISES A UN GRADIENT DE TEMPERATURE VERTICAL. DEUX PARTIES DE CE TRAVAIL CONCERNENT DES APPROCHES NUMERIQUES BASEES SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, LA TROISIEME ETUDE EST EXPERIMENTALE. L'INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES THERMIQUES SUR LA NATURE DES ECOULEMENTS DE CONVECTION EST ANALYSEE. LA SIMULATION 2D DES ECOULEMENTS EST REALISEE. UNE ETUDE DE STABILITE 2D/3D BASEE SUR UNE METHODE AUX PERTURBATIONS EST EFFECTUEE AFIN DE VERIFIER LA VALIDITE DES SIMULATIONS 2D. LES CRITERES DE TRANSITION SONT DEFINIS AINSI QUE LA NATURE DES PERTURBATIONS AMENEES A SE DEVELOPPER. LA SIMULATION 3D PAR CALCUL DIRECT EST REALISEE. LA NATURE DES ECOULEMENTS 3D A AINSI ETE MISE EN EVIDENCE. LA CELLULE D'ETUDE EXPERIMENTALE PERMET LA MESURE DU CHAMP DE TEMPERATURE DANS LE PLAN MEDIAN DE LA COUCHE POREUSE. LE MONTAGE EXPERIMENTAL AINSI QUE LES NOMBREUSES EXPLOITATIONS SONT PRESENTES. LA TRANSITION 2D/3D A PU ETRE OBSERVEE. FINALEMENT, LA COMPARAISON DES DIFFERENTES ANALYSES NUMERIQUES ET EXPERIMENTALE EST REALISEE
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LA CONVECTION NATURELLE EST UN PHENOMENE DE TRANSFERT OMNIPRESENT DANS LES STRUCTURES GEOLOGIQUES POREUSES SATUREES. DANS DE TELLES STRUCTURES, IL EST POSSIBLE DE METTRE EN EVIDENCE DES ZONES DE FORTE PERMEABILITE ENTOUREES DE MILIEUX IMPERMEABLES IMPARFAITEMENT CONDUCTEURS DE LA CHALEUR. UNE CONFIGURATION DE REFERENCE EST ALORS DEFINIE: LA COUCHE POREUSE INCLINEE ENTRE EPONTES CONDUCTRICES DE LA CHALEUR SOUMISES A UN GRADIENT DE TEMPERATURE VERTICAL. DEUX PARTIES DE CE TRAVAIL CONCERNENT DES APPROCHES NUMERIQUES BASEES SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, LA TROISIEME ETUDE EST EXPERIMENTALE. L'INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES THERMIQUES SUR LA NATURE DES ECOULEMENTS DE CONVECTION EST ANALYSEE. LA SIMULATION 2D DES ECOULEMENTS EST REALISEE. UNE ETUDE DE STABILITE 2D/3D BASEE SUR UNE METHODE AUX PERTURBATIONS EST EFFECTUEE AFIN DE VERIFIER LA VALIDITE DES SIMULATIONS 2D. LES CRITERES DE TRANSITION SONT DEFINIS AINSI QUE LA NATURE DES PERTURBATIONS AMENEES A SE DEVELOPPER. LA SIMULATION 3D PAR CALCUL DIRECT EST REALISEE. LA NATURE DES ECOULEMENTS 3D A AINSI ETE MISE EN EVIDENCE. LA CELLULE D'ETUDE EXPERIMENTALE PERMET LA MESURE DU CHAMP DE TEMPERATURE DANS LE PLAN MEDIAN DE LA COUCHE POREUSE. LE MONTAGE EXPERIMENTAL AINSI QUE LES NOMBREUSES EXPLOITATIONS SONT PRESENTES. LA TRANSITION 2D/3D A PU ETRE OBSERVEE. FINALEMENT, LA COMPARAISON DES DIFFERENTES ANALYSES NUMERIQUES ET EXPERIMENTALE EST REALISEE
Author: Patricia Le Breton Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 162
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LE PROBLEME DE LA CONVECTION NATURELLE DE L'AIR DANS UNE CAVITE DONT LES PAROIS VERTICALES SONT DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEES ET LES PAROIS HORIZONTALES SONT ADIABATIQUES EST ETUDIE NUMERIQUEMENT PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. APRES UNE VALIDATION DU CODE DANS LE DOMAINE LAMINAIRE, LES RESULTATS EN REGIME TURBULENT, OBTENUS A PARTIR D'UN MODELE DE TYPE K-, SONT COMPARES AUX SOLUTIONS PUBLIEES ANTERIEUREMENT. DANS UNE SECONDE PARTIE, LA CONVECTION NATURELLE DANS UNE CAVITE DONT LES PAROIS VERTICALES SONT COUVERTES DE MINCES COUCHES POREUSES EST ETUDIEE NUMERIQUEMENT ET EXPERIMENTALEMENT. L'ETUDE NUMERIQUE EST MENEE EN REGIME LAMINAIRE ET EN REGIME TURBULENT
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LES AUTEURS ETUDIENT LA CONVECTION NATURELLE THERMIQUE LAMINAIRE PERMANENTE ET BIDIMENSIONNELLE ENTRE DEUX PLAQUES VERTICALES ENSERRANT UN MATERIAU POREUX ET TRAVERSEES PAR DES FLUX DE CHALEUR DE DENSITES CONSTANTES MAIS NON NECESSAIREMENT EGALES. ILS ADOPTENT L'EQUATION DE BRINKMAN COMPLETEE DU TERME D'INERTIE OU DE CELUI DE FORCHHEIMER, LES HYPOTHESES DE BOUSSINESQ ET LES SIMPLIFICATIONS DE LA COUCHE LIMITE. APRES ADIMENSIONNALISATION, LES EQUATIONS DE TRANSFERT SONT RESOLUES A L'AIDE D'UNE METHODE NUMERIQUE AUX DIFFERENCES FINIES. LES DISTRIBUTIONS DES VITESSES, DES TEMPERATURES ET DES PRESSIONS SONT DETERMINEES AINSI QUE DES QUANTITES ADIMENSIONNELLES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT. LES AUTEURS ETUDIENT NOTAMMENT LES INFLUENCES DES PARAMETRES DU SYSTEME, DE LA CONDITION D'ADHERENCE ET DES TERMES D'INERTIE ET DE FORCHHEIMER ; ILS DETERMINENT DES VALEURS APPROCHEES POUR LA VITESSE DE GLISSEMENT SUR LES PAROIS ; ILS MONTRENT QUE LE PRODUIT DES NOMBRES DE DARCY ET DE GRASHOF CONSTITUE UN PARAMETRE QUI PERMET DE PASSER CONTINUMENT DE L'EQUATION DE BRINKMAN A CELLE DE DARCY ET QU'AUX FAIBLES PERMEABILITES, CES DEUX EQUATIONS PERMETTENT DE PREDIRE DES RESULTATS IDENTIQUES. DANS CE DERNIER CAS, ILS COMPLETENT L'EQUATION DU MOUVEMENT DU TERME DE FORCHHEIMER ET MONTRENT QUE, LORSQU'UN CERTAIN NOMBRE ADIMENSIONNEL EST EGAL OU INFERIEUR A L'UNITE, LES RESULTATS DIFFERENT FONDAMENTALEMENT DE CEUX OBTENUS A L'AIDE DE LA LOI DE DARCY. ENFIN, ILS PROPOSENT DES CORRELATIONS PRATIQUES POUR DIFFERENTS DOMAINES DE VARIATIONS DES PARAMETRES DONNANT LA LONGUEUR D'ENTREE, LE DEBIT DU FLUIDE, LE NOMBRE DE NUSSELT MOYEN, LA TEMPERATURE MOYENNE DE SORTIE DU FLUIDE ET LES VITESSES PARIETALES DE GLISSEMENT.
Author: Marc Bouyé Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 117
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MESURES DE VITESSE. COMPARAISON A DES RESULTATS OBTENUS PAR SIMULATIONS NUMERIQUE DANS LE CADRE D'UNE CAVITE VERTICALE PARTAGEE PAR UNE COUCHE POREUSE. DETERMINATION EXPERIMENTALE DE LA FORME DES MOUVEMENTS CONVECTIFS ET DE L'IMPORTANCE DU TRANSFERT RELATIF DANS UNE CAVITE INCLINEE PARTIELLEMENT OCCUPEE PAR UNE COUCHE POREUSE
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ETUDE DES SOLUTIONS MULTIPLES EN CONVECTION STATIONNAIRE DANS LE CAS DE LA COUCHE POREUSE HORIZONTALE. ETUDE DE LA TRANSITION CONVECTION STATIONNAIRE-CONVECTION INSTATIONNAIRE ET DE L'EVOLUTION VERS LE CHAOS DANS LE CAS DE LA COUCHE INCLINEE
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L'ETUDE EXPERIMENTALE DES ECOULEMENTS NON DEVELOPPES DE CONVECTION NATURELLE DANS UN CANAL INCLINE PAR RAPPORT AU CHAMP DE PESANTEUR,CONSTITUE DE PLAQUES PLANES PARALLELES ET CHAUFFE ASYMETRIQUEMENT A FLUX CONSTANT EST EFFECTUEE.LE DOMAINE D'APPLICATION CONCERNE LA CLIMATISATION PASSIVE DANS L'HABITAT TROPICAL.DES MESURES DE CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE SONT EFFECTUEES DANS LE CANAL INCLINE EN UTILISANT RESPECTIVEMENT L'ANENOMETRIE LASER DOPPLER ET DES THERMOCOUPLES FINS.L'ANALYSE DES CHAMPS DE VITESSE DE L'ECOULEMENT CONDUIT A UNE CORRELATION ENTRE LE DEBIT D'AIR DANS LE CANAL INCLINE ET LE NOMBRE DE GRASHOF PRENANT EN COMPTE L'EFFET DE L'INCLINAISON .CETTE CORRELATION ETEND CETTE CORRELATIONS PROPOSES PAR D'AUTRES AUTEURS SUR LA BASE D'ETUDES NUMERIQUES EFFECTUEES POUR UN CANAL VERTICAL.L'ANALYSE DES TRANSFERTS THERMIQUES DANS LE CANAL INCLINE CONDUIT A DES CORRELATIONS NUSSELT-GRASHOF PRENANT EN COMPTE L'EFFET DE L'INCLINAISON QUI INCLUENT EN PARTICULIER CELLES PROPOSEES SUR LA BASE DES RESULTATS DISPONIBLES DANS LA LITTERATURE POUR LE CANAL VERTICAL. THE RESULTS OF AN EXPERIMENTAL STUDY OF THE DEVELOPING NATURAL CONVECTION FLOW,IN AN INCLINED CHANNEL HEATED ASYMMETRICALLY USING A CONSTANT HEAT FLUX,ARE PRESENTED.THIS PROBLEM DEALS WITH PASSIVE COOLING OF HOUSES IN TROPICAL REGIONS. EXPERIMENTAL MEASUREMENTS OF VELOCITY AND TEMPERATURE ARE PERFORMED IN THE CHANNEL USING LASER DOPPLER ANEMOMETRY AND FINE THERMOCOUPLES RESPECTIVELY.AN ANALYSIS OF THE VELOCITY PROFILES LEADS TO A CORRELATION BETWEN THE MASS FLOW RATE AND THE GRASHOF NUMBER WHICH TAKES INTO ACCOUNT THE INCLINATION EFFECT.THE CORRESPONDING EQUATION EXTENDS THE ONE PROPOSED BY OTHER AUTHORS ON THE BASIS OF NUMERICAL COMPUTATIONS PERFORMED IN THE CASE OF A VERTICAL CHANNEL.AN ANALYSIS OF HEAT TRANSFERTS IN THE CHANNEL LEADS TO NUSSELT-GRASHOF CORRELATIONS INCLUDING THE INCLINATION EFFECT WHICH ALSO EXTEND THE CORRELATIONS PROPOSED IN THE LITERATUREFOR VERTICAL CHANNELS.
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CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE NUMERIQUE DE LA CONVECTION NATURELLE DANS UN MILIEU POREUX SATURE, CONFINE DANS UNE CAVITE RECTANGULAIRE VERTICALE (2D), CHAUFFEE DIFFERENTIELLEMENT. NOTRE BUT EST D'INTERPRETER LES ECARTS OBSERVES ENTRE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LES RESULTATS THEORIQUES OBTENUS PAR LES DIFFERENTS MODELES DE DARCY. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS PRIS EN COMPTE LES TERMES D'INERTIE (FORCHHEIMER) ET/OU DE VISCOSITE (BRINKMAN) DANS L'EQUATION DE DARCY. POUR RESOUDRE LE MODELE COMPLET DARCY-BRINKMAN-FORCHHEIMER AVEC UNE SEULE EQUATION D'ENERGIE, NOUS UTILISONS UNE METHODE AUX DIFFERENCES FINIES DERIVEE DE CELLE DE SPALDING ET PATANKAR (SCHEMA HYBRIDE, ALGORITHME SIMPLE, ADI). LES SIMULATIONS MONTRENT QUE LES TERMES D'INERTIE ET LES CONTRAINTES VISQUEUSES CONTRIBUENT A DIMINUER LE TRANSFERT DE CHALEUR ET A AUGMENTER L'ECART AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. DANS UNE SECONDE ETAPE, NOUS INTRODUISONS LA DISPERSION THERMIQUE DANS LE MODELE DE DARCY-BRINKMAN-FORCHHEIMER: NOUS CONSIDERONS QUE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE EFFECTIVE DU MILIEU POREUX EST UNE FONCTION LINEAIRE DU MODULE DE LA VITESSE. LES SIMULATIONS MONTRENT QUE LA PRISE EN COMPTE DE LA DISPERSION THERMIQUE AUGMENTE LE TRANSFERT DE CHALEUR, CE QUI CONDUIT A UN BIEN MEILLEUR ACCORD AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES (INABA 1988), EN PARTICULIER LORSQUE LES CONDUCTIVITES THERMIQUES DU FLUIDE ET DE LA MATRICE SOLIDE SONT VOISINES
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Les simulations confirment ce résultat et donnent une loi d'échange proportionnelle à RaD1/2. Ce mémoire présente l'étude expérimentale et numérique (DNS 2D) de l'écoulement de convection naturelle généré entre deux volumes de fluide à températures différentes, superposés et communiquant au travers d'une ouverture mince horizontale. Les visualisations par tomographie laser mettent en évidence différents régimes d'écoulement : laminaire puis pseudo périodique pour les faibles nombres de Rayleigh (Ra) et chaotiques à Ra élevé. Une analyse fine des mécanismes tridimensionnels complexes d'échange au sein de l'ajutage est proposée. Les simulations numériques restituent fidèlement l'aspect qualitatif des mécanismes observés. Expérimentalement, l'enthalpie échangée indique que la longueur caractéristique du phénomène est indépendante des hauteurs des volumes de fluide et est une fonction complexe de l'épaisseur et du diamètre D de l'ajutage, D demeurant le paramètre principal.
Author: Sylvie Chevalier
Author: Sylvie Chevalier
Author: Patricia Le Breton
Author: AZZEDINE.. BAHET
Author: John William Taunton
Author: Marc Bouyé
Author: Mohamed Layadi
Author: Nathalie Miolard
Author: HASSEN.. BEJI
Author: Hind Sai͏̈dani
Author: Stéphanie Derouineau