SIMILITUDE ET STABILITE DES ECOULEMENTS DE CONVECTION NATURELLE DANS UNE CAVITE FERMEE A HAUTNOMBRE DE RAYLEIGH (PIECE D'HABITATION) PDF Download
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Author: JEAN LOUIS.. BRETON Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
Book Description
L'OBJET DE CE MEMOIRE EST L'ETUDE DES TRANSFERTS PAR CONVECTION NATURELLE DANS UNE PIECE D'HABITATION DE TAILLE STANDARD (9 M#2 ENVIRON DE SURFACE AU SOL ET 2,5 M SOUS PLAFOND), SANS RENOUVELLEMENT D'AIR ET VIDE D'OCCUPANT, DONT LES PAROIS SONT CHAUFFEES DIFFERENTIELLEMENT. APRES DEFINITION ET ANALYSE DES LOIS DE SIMILITUDE, ON COMPARE LES RESULTATS OBTENUS SUR DES PROTOTYPES A ECHELLE UNITE AVEC CEUX DETERMINES SUR DES MAQUETTES A ECHELLE UN-QUART CONTENANT UN GAZ DENSE (R12B1), AFIN DE RESPECTER LE CRITERE DE SIMILITUDE DE GRASHOF. LA CONCORDANCE DE CES RESULTATS S'AVERE EXCELLENTE. PAR AILLEURS, L'OBSERVATION EN TEMPS REEL DE LA COUCHE LIMITE PRES DES PAROIS MONTRE QUE LE REGIME D'ECOULEMENT EST FORTEMENT DEPENDANT DES CONDITIONS AUX LIMITES. ON MONTRE QU'IL EXISTE DES CONDITIONS AUX LIMITES PARTICULIERES POUR LESQUELLES LE REGIME D'ECOULEMENT EST LAMINAIRE STABLE, MEME POUR DES NOMBRES DE RAYLEIGH SUPERIEURS A 10#1#1
Author: JEAN LOUIS.. BRETON Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'OBJET DE CE MEMOIRE EST L'ETUDE DES TRANSFERTS PAR CONVECTION NATURELLE DANS UNE PIECE D'HABITATION DE TAILLE STANDARD (9 M#2 ENVIRON DE SURFACE AU SOL ET 2,5 M SOUS PLAFOND), SANS RENOUVELLEMENT D'AIR ET VIDE D'OCCUPANT, DONT LES PAROIS SONT CHAUFFEES DIFFERENTIELLEMENT. APRES DEFINITION ET ANALYSE DES LOIS DE SIMILITUDE, ON COMPARE LES RESULTATS OBTENUS SUR DES PROTOTYPES A ECHELLE UNITE AVEC CEUX DETERMINES SUR DES MAQUETTES A ECHELLE UN-QUART CONTENANT UN GAZ DENSE (R12B1), AFIN DE RESPECTER LE CRITERE DE SIMILITUDE DE GRASHOF. LA CONCORDANCE DE CES RESULTATS S'AVERE EXCELLENTE. PAR AILLEURS, L'OBSERVATION EN TEMPS REEL DE LA COUCHE LIMITE PRES DES PAROIS MONTRE QUE LE REGIME D'ECOULEMENT EST FORTEMENT DEPENDANT DES CONDITIONS AUX LIMITES. ON MONTRE QU'IL EXISTE DES CONDITIONS AUX LIMITES PARTICULIERES POUR LESQUELLES LE REGIME D'ECOULEMENT EST LAMINAIRE STABLE, MEME POUR DES NOMBRES DE RAYLEIGH SUPERIEURS A 10#1#1
Author: Francis Allard Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 336
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ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE DE LA CONVECTION NATURELLE D'ORIGINE THERMIQUE, AVEC DEVELOPPEMENT D'OUTILS NUMERIQUES POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DE LA CONVECTION COUPLEE AUX AUTRES MODES DE TRANSFERT (CONDUCTION, RAYONNEMENT); METHODE SPECTRALE DE TCHEBYCHEFF
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CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE EXPERIMENTALE DES ECOULEMENTS D'AIR RENCONTRES DANS UNE CAVITE CUBIQUE, D'ENVIRON 1 M#3 DE VOLUME. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'EXAMEN DETAILLE DE LA CONVECTION NATURELLE EN CAVITE FERMEE. DEUX PAROIS VERTICALES OPPOSEES SONT DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEES A TEMPERATURE CONSTANTE. LES PAROIS HORIZONTALES SONT ISOLEES THERMIQUEMENT. LES AUTRES PAROIS VERTICALES SONT CONSIDEREES COMME ADIABATIQUES. DEUX VALEURS DU NOMBRE DE RAYLEIGH CARACTERISTIQUE, SUPERIEURES A 10#9, ONT ETE ENVISAGEES. DES VISUALISATIONS, DES MESURES DE VITESSE ET DE TEMPERATURE ONT ETE ENTREPRISES, AFIN DE CARACTERISER PRECISEMENT LES CHAMPS DYNAMIQUE ET THERMIQUE DANS L'ENSEMBLE DE LA CAVITE. NOUS AVONS AINSI PU METTRE EN EVIDENCE L'EJECTION DE STRUCTURES A CARACTERE TURBULENT PAR LES COUCHES LIMITES EN DEVELOPPEMENT LE LONG DES PAROIS VERTICALES ACTIVES, L'EXISTENCE D'UNE COUCHE LIMITE CHAUDE PLUS PERTURBEE QUE LA COUCHE LIMITE FROIDE, L'EXCITATION PERMANENTE D'ONDES DE GRAVITE DANS LA PARTIE CENTRALE DE LA CAVITE THERMIQUEMENT STRATIFIEE. NOUS NOUS SOMMES ASTREINTS A DETERMINER LES CONDITIONS THERMIQUES EFFECTIVES REGNANT SUR LES PAROIS HORIZONTALES, CE QUI NOUS A PERMIS D'ETABLIR DES LOIS ANALYTIQUES SIMPLES DE REPARTITION EN TEMPERATURE QUI POURRONT SERVIR DE REFERENCE DE CONDITIONS AUX LIMITES REALISTES A INTEGRER DANS LES CODES DE CALCUL. LA SECONDE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DES ECOULEMENTS DE CONVECTION MIXTE GENERES PAR L'INTRODUCTION, DANS LA CAVITE, D'UN OU DEUX JETS, PESANTS OU NON, EN PRESENCE OU NON DE SOURCES DE CHALEUR PARIETALES. DES VISUALISATIONS, DES MESURES DE VITESSE ET DE TEMPERATURE ONT PERMIS, POUR PLUSIEURS CONFIGURATIONS, DE CARACTERISER LES STRUCTURES D'ECOULEMENTS SUSCEPTIBLES D'ETRE RENCONTREES ET DE DEGAGER DES TENDANCES GENERALES SUR LE COMPORTEMENT DES ECOULEMENTS. CETTE ETUDE A EGALEMENT ETE MENEE DANS LE BUT D'ETABLIR UNE BASE DE DONNEES EXPERIMENTALES POUVANT SERVIR A VALIDER LES MODELES NUMERIQUES APPLIQUES AUX ECOULEMENTS D'AIR DANS DES GRANDS VOLUMES DE TYPE PIECE D'HABITATION
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L'OBJET DE CE MEMOIRE, QUI S'INSCRIT DANS LE CADRE D'UNE ACTION DE RECHERCHE CONCERTEE (CNRS-PIRSEM AFME), EST DE CARACTERISER LES ECOULEMENTS DE CONVECTION NATURELLE LE LONG DE LA PAROI CHAUDE D'UNE MAQUETTE SIMILAIRE A UNE CELLULE TYPE PIECE D'HABITATION. CETTE MAQUETTE N'A PAS DE RENOUVELLEMENT DE FLUIDE, ELLE EST VIDE DE TOUT OBSTACLE SIGNIFICATIF ET SES PAROIS SONT CONSTITUEES PAR DES ECHANGEURS QUI PERMETTENT DE CONTROLER LES TEMPERATURES. APRES AVOIR MONTRE LES OBJECTIFS DE CETTE RECHERCHE ET RAPPELE LES EQUATIONS DE LA CONVECTION NATURELLE AVEC LES HYPOTHESES SIMPLIFICATRICES CORRESPONDANTES, NOUS PRESENTONS LES ELEMENTS NECESSAIRES A L'ETUDE PAR SIMILITUDE. CETTE PARTIE EST COMPLETEE PAR UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES RESOLUTIONS NUMERIQUES ET EXPERIMENTALES EN INSISTANT SUR LEURS LIMITES. L'ETUDE DES INSTABILITES DE TEMPERATURE DANS L'ECOULEMENT EST FAITE EN DEVELOPPANT LE MODELE DES PETITES PERTURBATIONS. NOUS DECRIVONS ENSUITE NOTRE DISPOSITIF EXPERIMENTAL ET LE SYSTEME D'ACQUISITION DES FLUCTUATIONS CORRESPONDANT. LE TRAITEMENT DE CES FLUCTUATIONS EST FAIT AU MOYEN D'UNE TRANSFORMEE DE FOURIER (FFT). NOUS AVONS ETUDIE TROIS SORTES DE CONFIGURATIONS POUR AVOIR UNE MEILLEURE CONNAISSANCE D'UNE PART DES TYPES D'ECOULEMENTS, D'AUTRE PART POUR CONNAITRE LA REPARTITION DES FLUX CONVECTES ET ENFIN POUR DETERMINER LES FREQUENCES DE FLUCTUATION ET LES ZONES OU ELLES SE PRODUISENT
Author: Daniel Palenzuela Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 205
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L'ETUDE DES ECHANGES DE CHALEUR EN CAVITE FERMEE EST UN VASTE SUJET D'INTERET DEPUIS PLUSIEURS DECENNIES. DANS LES PIECES D'HABITATION, LA CONVECTION NATURELLE TIENT UNE GRANDE PART DANS LE BILAN D'ENERGIE AUX PAROIS. POUR ETUDIER EXPERIMENTALEMENT, NOUS UTILISONS UNE MAQUETTE A ECHELLE REDUITE REMPLIE D'UN GAZ QUI ASSURE LA CONDITION DE SIMILITUDE AVEC LA CELLULE EN VRAIE GRANDEUR. LA METHODE DE MESURE EST L'INTERFEROMETRIE HOLOGRAPHIQUE EN TEMPS REEL. L'IMPORTANCE RELATIVE DU NOMBRE DE GRASHOF (DE L'ORDRE DE 10#1#0 A 10#1#1) POUR CE TYPE DE PROBLEME EST HABITUELLEMENT CARACTERISTIQUE DU REGIME TURBULENT POUR LA PLAQUE PLANE VERTICALE EN MILIEU SEMI-INFINI. NOUS MONTRONS QUE LES REGIMES D'ECOULEMENT SUR LA PAROI VERTICALE CHAUDE SONT FORTEMENT DEPENDANTS DES CONDITIONS AUX LIMITES EN TEMPERATURE IMPOSEES SUR LES AUTRES FACES. POUR UN TYPE DE CONFIGURATION, L'ECOULEMENT EST LAMINAIRE STABLE MEME POUR DES NOMBRES DE RAYLEIGH SUPERIEURS A 10#1#1, ALORS QUE, DANS LE CAS LE PLUS ETUDIE PAR LES NUMERICIENS, DES INSTABILITES APPARAISSENT A 10#8. LE RAYONNEMENT THERMIQUE EST L'AUTRE TRANSFERT DE CHALEUR IMPORTANT EN CAVITE. SI LE GAZ REMPLISSANT LA CELLULE EST TOTALEMENT TRANSPARENT, LES ECHANGES N'AFFECTENT QUE LES PAROIS. SI LE GAZ EST ABSORBANT ET RAYONNANT, IL PEUT SE PRODUIRE UN COUPLAGE AVEC LA CONVECTION. DIVERS TYPES DE CONFIGURATIONS SONT ETUDIES SUR LA MAQUETTE A ECHELLE REDUITE EN VUE DE DETECTER UN EFFET DES TRANSFERTS RADIATIFS SUR LES FLUX CONVECTES AUX PAROIS. IL EST APPARU NECESSAIRE DE MIEUX COMPRENDRE LE RAYONNEMENT DANS LES GAZ NON-GRIS. DANS CE BUT, NOUS CALCULONS LES ECHANGES RADIATIFS EN UTILISANT LA TECHNIQUE DE MONTE-CARLO APPLIQUEE AU CAS DU GAZ GRIS ET ETENDUE AU CAS DE GAZ REELS. LES PROPRIETES RADIATIVES DU GAZ SONT DECRITES PAR UN MODELE STATISTIQUE A BANDE ETROITE
Author: Marc Fonquernie Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 209
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EVALUAITON DES CHAMPS THERMIQUES DE CONVECTION ET DES REGIMES D'ECOULEMENT (POUR UN NOMBRE DE RAYLEIGH SUPERIEUR A 10**(10)) DANS UNE PIECE D'HABITATION CARACTERISEE PAR DES CONDITIONS DE TEMPERATURES DE SURFACE : UN MUR VERTICAL CHAUD, LE MUR OPPOSE FROID ET LES QUATRE AUTRES FACES A LA MEME TEMPERATURE
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DANS DES LOCAUX, TYPE PIECE D'HABITATION, LES PAROIS VERTICALES SONT SOUVENT NON ISOTHERMES, C'EST, PAR EXEMPLE, LE CAS D'UNE BAIE VITREE DANS UNE FACADE OU D'UN ELEMENT CHAUFFANT PLACE EN UN ENDROIT QUELCONQUE DE LA PAROI. LES ECHANGES SUPERFICIELS N'Y SONT PLUS UNIFORMES NI ASSIMILABLES A CEUX QUI EXISTENT LE LONG D'UNE PLAQUE PLANE VERTICALE ISOTHERME. NOUS AVONS VOULU LES QUALIFIER D'ABORD ET ENSUITE LES QUANTIFIER DANS UNE CELLULE QUASI-CUBIQUE DE 2,5 M D'ARETE ENVIRON, POUR DES CONFIGURATIONS SIMPLES. DANS UN PREMIER CHAPITRE, NOUS PRESENTERONS UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES ECOULEMENTS EN CONVECTION NATURELLE DANS DES CAVITES A GRAND NOMBRE DE RAYLEIGH (SUPERIEURS A 10#9). DANS UN DEUXIEME CHAPITRE, NOUS EXPOSONS LA METHODE INTEGRALE DE KARMAN POLHAUSEN QUI PERMET DE MODELISER LES ECHANGES CONVECTIFS POUR UN DOMAINE D'ALTITUDE QUE NOUS PRECISONS. LE CHAPITRE TROIS EST CONSACRE A LA PRESENTATION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL QUI COMPREND ESSENTIELLEMENT UNE CELLULE EN SITE REEL, DANS LAQUELLE NOUS POUVONS IMPOSER DIFFERENTES TEMPERATURES SUR L'UNE DES PAROIS VERTICALES, ET MESURER CELLES DES AUTRES PAROIS. LE DERNIER CHAPITRE PRESENTE NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LEURS INTERPRETATIONS. NOUS AVONS REALISE UN ENSEMBLE DE QUINZE CONFIGURATIONS QUI CORRESPONDENT A DES BANDES CHAUDES OU FROIDES ALTERNATIVEMENT PRESENTES SUR LA PAROI ACTIVE. POUR CHAQUE CONFIGURATION ON TRACE, AVEC UN PAS D'ESPACE TRES FIN, LES PROFILS THERMIQUES POUR DE NOMBREUSES ALTITUDES PRES DE LA PAROI ACTIVE. A PARTIR DE CES PROFILS, ON CALCULE LES FLUX ECHANGES PAR CONVECTION ET ON EN DEDUIT DES CORRELATIONS DU TYPE NU=F(RA). L'APPLICATION LOCALE DE LA METHODE DE KARMAN POLHAUSEN EST FAITE POUR LES PROFILS THERMIQUES ET L'ON MONTRE QU'IL Y A, POUR UN DOMAINE D'ALTITUDE DONNE, UNE BONNE CONCORDANCE ENTRE RESULTATS THEORIQUES ET EXPERIMENTAUX
Author: Bernard Souyri Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 419
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CRITERES DE SIMULITUDE POUR UNE ETUDE EN REGIME PERMANENT SUR MAQUETTE A ECHELLE REDUITE, REMPLIE D'AIR OU DE FORANE 12B1. DESCRIPTION DES EQUIPEMENTS DE MESURE (ANEMOMETRIE LASER ET SYSTEME THERMOMETRIQUE) ET DU TRAITEMENT DES DONNEES. LES RESULTATS SONT RELIES A LA STRATIFICATION THERMIQUE CENTRALE ET A UN PARAMETRE THERMIQUE ADIMENSIONNEL PRENANT EN COMPTE LE DEGRE D'ANISOTHERMIE DU VOLUME INTERIEUR PAR RAPPORT AUX PAROIS DE LA CELLULE
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L'influence des transferts radiatifs sur les écoulements de convection naturelle en cavités habitables est étudié numériquement en régimes turbulents. L'étude considère des approches DNS et LES pour le problème de convection et une méthode des ordonnées discrètes (MOD) pour la résolution du problème radiatif combinée au modèle de gaz réel SLW. La configuration étudiée est basée sur une cavité différentiellement chauffée expérimentale en air située à l'institut PPRIME, de rapport d'aspect vertical 4, pour des nombres de Rayleigh allant de 1,5x109 à 1,2x1011. La première partie de l'étude se focalise sur les techniques de parallélisations hybrides MPI + OpenMP de la MOD. Les méthodes développées montrent une amélioration des performances de 13 à 1600% pour des niveaux d'hybridations élevés par rapport à la méthode classique de front d'onde. Puis, une étude du couplage convection-rayonnement surfacique est réalisée au travers d'une étude de sensibilité de l'écoulement vis-à-vis des émissivités de parois pour différentes valeurs du nombre de Rayleigh. Ensuite, le rayonnement volumique du gaz est ajouté, et son impact est évalué au travers d'une variation du taux d'humidité relative du mélange air sec/vapeur d'eau. Les résultats obtenus sont comparés aux cas d'une cavité convectivement adiabatique (i.e. flux convectif nul aux parois passives). Les transferts radiatifs ont pour effet de diminuer la stratification thermique centrale et d'augmenter la dynamique générale de l'écoulement. L'émissivité des parois passives pilote principalement la localisation de la transition laminaire-turbulente aux parois actives et la stratification centrale, tandis que le rayonnement de gaz ne semble impacter que les couches limites des parois horizontales.
Author: JEAN LOUIS.. BRETON
Author: JEAN LOUIS.. BRETON
Author: Francis Allard
Author: Andréas Mavroulakis
Author: SOPHIE.. MERGUI
Author: KOUASSI BRUNO.. KOFFI
Author: Daniel Palenzuela
Author: Marc Fonquernie
Author: Abdelhamid Khabbazi
Author: Bernard Souyri
Author: Laurent Cadet