Etude théorique et expérimentale des effets de la turbulence sur le rayonnement infrarouge des gaz : application à un écoulement turbulent dans un canal

par Frédéric Kritzstein

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Anouar Soufiani.


  • Résumé

    Ce mémoire est consacré à l'étude des transferts d'énergie par convection turbulente, conduction et rayonnement dans les milieux turbulents de gaz absorbants et émetteurs dans l'infrarouge. Une attention particulière a été portée à l'étude des interactions entre la turbulence et le rayonnement. Le mémoire se décompose en trois parties. Dans la première partie nous avons mené une étude théorique concernant les effets des fluctuations de température et de concentration sur la luminance moyenne du rayonnement émis par un mélange gazeux en écoulement turbulent statistiquement homogène. Les champs scalaires ont été engendres à partir de leur fonction d'autocorrélation spatio-temporelle. Les fluctuations de température, éventuellement couplées aux fluctuations de la concentration induisent des variations de la luminance du rayonnement d'équilibre et des propriétés radiatives du gaz qui sont toutes deux d'une importance capitale. L'influence de paramètres tels que le niveau moyen de température, la structure de la turbulence et l'opacité du milieu a été quantifiée. La seconde partie est consacrée au développement d'une technique de mesure de champs de température moyens et fluctuants dans des écoulements turbulents de gaz fortement anisothermes. Nous avons mis au point un dispositif expérimental base sur l'inversion du profil spectral d'une raie d'absorption (exploitation de l'intensité et/ou de la largeur de la raie). Le rayonnement source est délivré par un laser a diode dont la fréquence est modulée avec une période de 1 ms. Dans la troisième partie, les champs moyens de température mesures pour des écoulements d'air et de co#2 a l'intérieur d'un canal de section rectangulaire ont été compares a ceux issus d'un modèle de turbulence bidimensionnel a quatre équations supplémentaires. Nous avons alors pu mettre en évidence le rôle important des effets tridimensionnels. Apres correction de ces effets un bon accord entre les résultats théoriques et expérimentaux est obtenu.

  • Titre traduit

    Theorical and experimental study of turbulence effects on infrared gas radiation : Application to a turbulent channel flow


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Informations

  • Détails : 1 vol.(198 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 106 Réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 55284
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