Modélisation du comportement thermique d'un habitacle d'automobile : approche de l’étude du confort

par Françoise Perrin

Thèse de doctorat en Transferts Thermiques

Sous la direction de Jean-François Sacadura.

Soutenue en 1991

à Lyon, INSA , en partenariat avec LMFT - Mécanique des Fluides et Thermique (laboratoire) .


  • Résumé

    A l'instigation de Renault, PSA et Valéo, ce programme de recherche sur le confort thermique dans l'automobile, a été engagée sous la forme d'un partenariat industrie-recherche. L'objectif de notre travail a consiste en la mise au point d'un outil permettant d'optimiser les principaux paramètres conditionnant le confort thermique. A cette fin, un code de modélisation des échanges aérothermiques entre l'habitacle et son environnement, et au sein même de l'habitacle, a été élabore de façon a connaître précisément les champs de vitesse et de température ainsi que les flux thermiques mis en jeu. Les étapes essentielles de ce travail sont la description géométrique, la résolution de l’aérodynamique interne et le traitement de la thermique. Dans le cadre des hypothèses simplificatrices retenues, l’aéraulique et la thermique ont été découples. Les vitesses d'air interne sont calculées par un logiciel du commerce de type volumes finis, en régime stationnaire, avec un modèle de turbulence classique. La thermique a fait l'objet de l’élaboration d'un code volumes finis résolvant l’équation de l’énergie en régime transitoire. Ses spécificités sont: la modélisation du transfert conductif dans les milieux solides par technique homogénéisation des parois complexes; la résolution de la convection forcée interne (induite par l'appareil de ventilation); le traitement complet des échanges radiatifs internes et externes par la méthode des radio sites de Poljack, associée a la décomposition du spectre thermique en deux bandes de longueurs d'onde. Des campagnes de mesure ont contribue, d'une part, a alimenter le code en données, d'autre part, a caractériser les champs de vitesses, et de températures d'air et de surface. Des comparaisons de scenarii climatiques mesures et calcules, des études de sensibilité, ainsi qu'une approche de l’évaluation du confort thermique sont présentées pour illustrer les capacités de cet outil de modélisation

  • Titre traduit

    = Modelling of car compartment thermal behaviour : study approach of thermal comfort


  • Résumé

    This research program on thermal comfort in a car compartment was initiated by a partnership of three car manufacturers : Renault PSA and Valéo. This work aims the conception of a sophisticated tool dedicated to the optimisation of thermal comfort parameters in car compartment. Hence, a model for the calculation of the heat transfers between the car compartment and its environment, and within the compartment, was developed in order to accurately determine the flow field, the temperature field and the heat fluxes in the car. The landmarks of this work are : the geometrical description, the simulation of the internal air flow, and the evaluation of the thermal exchanges. Within simplifying hypotheses, the dynamic and the thermal aspects of the problem where uncoupled. The internal air flow has been investigated by mean of a finite volume commercial code using a standard turbulence model. A computer program, based on the same finite volume discretization, has been elaborated to solve the transient energy equation. Its characteristics are the specific modelling of conduction transfer in solid media, the prediction of forced internal convection (induced by the air conditioning system), the complete processing of radiation heat transfer, using the radiosity method of Poljack, associated to the subdivision of the thermal spectrum in two waves length bands. Measurements on a real compartment have also been performed and have contributed to feed the model with data, and to provide an experimental knowledge of the flow and temperature fields; Comparisons of experimented and calculated climatic canvas, sensibility studies of thermo physical properties, as well as an approach of human thermal comfort evaluation, are presented to illustrate the abilities of the modelling tool.

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Informations

  • Détails : 2 vol. (350 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1497)I-II
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