Modélisation du couplage conduction-rayonnement par la méthode des éléments finis

par Jean Vincent Daurelle

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de RENE OCCELLI.

Soutenue en 1992

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Afin de realiser un couplage rayonnement-conduction, nous avons developpe un module de calcul par elements finis pour modeliser les transferts radiatifs. Ce module s'integre dans un code plus general pour la modelisation des transferts thermiques. Les echanges radiatifs sont consideres comme des conditions aux limites du domaine ou ont lieu les transferts diffusifs. Les surfaces sont grises diffuses, les geometries traitees sont bidimensionnelles et tridimensionnelles avec effets d'ombre. Actuellement, la methode la plus utilisee pour les elements finis consiste a decouper le domaine ou ont lieu les echanges radiatifs en surfaces finies isothermes. Cette approximation isotherme, utilisant le calcul de facteurs de forme, entraine une sous evaluation des gradients de temperature. Une methode tenant compte des variations de temperature sur les elements dans le calcul des sollicitations radiatives permet une meilleure representation des gradients de temperature et permet donc de reduire le nombre d'elements composant le maillage. Nous avons developpe une formulation des echanges radiatifs par elements finis prenant en compte les variations de temperature sur les elements. Cette methode consiste a integrer directement le flux radiatif recu par chaque element. Afin de comparer les performances de chacune des approches, integration directe et approximation isotherme, une methode utilisant l'approximation isotherme est aussi developpee. Des cas tests mettent clairement en valeur les avantages de l'integration directe. Elle permet une meilleure description des gradients de temperature surtout si il existe des ombres entre les elements ou des forts gradients

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