Contribution à l'amélioration des protocoles de validation des modèles numériques de simulation du comportement thermo-aéraulique des bâtiments

par Philippe Aude

Thèse de doctorat en Thermique du bâtiment

Sous la direction de Patrick Depecker.

Soutenue en 1998

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    En thermo-aéraulique du bâtiment, on ne peut pas se contenter, en général, des résultats issus d'une utilisation de modèles de plus en plus complexes et détaillés. On souhaite aussi évaluer le niveau de confiance à accorder à ces résultats, compte tenu des incertitudes et / ou des approximations numériques. Ce travail contient une proposition de méthodologie de validation qui intègre à la fois l'analyse de sensibilité et d'incertitudes du code numérique et une phase de confrontation simulations-mesures expérimentaux. La première étape permet de dégager les paramètres sensibles de la modélisation au sein du code par l'analyse de sensibilité. L'estimation de la confiance associée aux produits de simulations s'obtient grâce à l'analyse d'incertitude. Elle peut se simplifier en employant directement les résultats de l'analyse de sensibilité. La deuxième phase se réalise à l'aide d'outils du traitement du. Signal et fournit des indications sur l'origine des écarts simulations-expérimentations, notamment au niveau des approximations faites dans la modélisation. En fin d'étude, on peut effectuer un bilan sur les capacités du code à simuler de manière fiable des bâtiments réels, compte tenu des objectifs initiaux de la modélisation et proposer des suggestions pour améliorer les modèles implantés dans le code numérique dans le sens d'une meilleure précision. Ce travail s'inscrit dans une action de validation des codes de modélisation globale du comportement énergétique du bâtiment. Il s'ouvre en termes de perspectives aux problèmes de l'incertitude liée aux calculs effectués par les codes CFD. Il propose une première approche de ce problème spécifique des codes de modélisation complexes.

  • Titre traduit

    = Contribution to improvement of validation protocol of numerical models for simulation of thermal and airflow behavior of buildings


  • Résumé

    In physics building, we cannot be content in general with results from models more and more complex and detailed. We wish also evaluate the reliability domain associate to this results of simulations according to uncertainties and 1 or numerical approximations. This work proposes an extended protocol of validation which includes both sensitivity and uncertainty analysis of numerical codes and a step of numerical results with experimental data. First step of the study gives the possibility of estimating explicitly the sensitivity of each output element on all of the input data. The reliability domain of numerical results is computed with the uncertainty analysis. The both analysis are closely bound. Second step uses non parametric spectral analysis and gives some indications about the origins of error between numerical results and experimental data. The error disaggregation shows the modeling hypotheses that are unsuitable. At the end of the study, we can make an evaluation of the - ability of the studied code to simulate the behavior of real buildings in a reliable way. Then, we can also suggest some improvements of numerical algorithms to obtain a better precision of computations. This work brings a contribution to the validation of thermal buildings behavior simulation codes. He takes also into account the problem of reliability of CFD results. This study proposes a first approach to solve the specifie problem of complex codes as CFD.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (276 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2101)
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