Etude expérimentale et numérique de l'écoulement de convection naturelle généré entre deux volumes de fluide superposés et communiquant au travers d'une ouverture horizontale

par Stéphanie Derouineau

Thèse de doctorat en Énergie, thermique, combustion

Sous la direction de Dominique Blay.

Soutenue en 2003

à Poitiers .


  • Résumé

    Les simulations confirment ce résultat et donnent une loi d'échange proportionnelle à RaD1/2. Ce mémoire présente l'étude expérimentale et numérique (DNS 2D) de l'écoulement de convection naturelle généré entre deux volumes de fluide à températures différentes, superposés et communiquant au travers d'une ouverture mince horizontale. Les visualisations par tomographie laser mettent en évidence différents régimes d'écoulement : laminaire puis pseudo périodique pour les faibles nombres de Rayleigh (Ra) et chaotiques à Ra élevé. Une analyse fine des mécanismes tridimensionnels complexes d'échange au sein de l'ajutage est proposée. Les simulations numériques restituent fidèlement l'aspect qualitatif des mécanismes observés. Expérimentalement, l'enthalpie échangée indique que la longueur caractéristique du phénomène est indépendante des hauteurs des volumes de fluide et est une fonction complexe de l'épaisseur et du diamètre D de l'ajutage, D demeurant le paramètre principal.

  • Titre traduit

    Experimental and numerical study of natural convection flow induced by exchange between two superposed fluid compartments through an horizontal opening


  • Résumé

    This thesis presents an experimental and numerical (DNS 2D) study of natural convection flow induced by exchange between two superposed fluid compartments at different temperatures, through a thin horizontal aperture. Laser tomography visualisations reveal different flows : laminar, pseudo periodical for low Rayleigh number and chaotic for high Rayleigh number. An analysis of complex three-dimensional local exchange mechanisms is proposed. Direct numerical simulations give faithful mechanisms reproduction. Experimentally, net heat transfer quantification shows that characteristic length is independent of compartment's heights but is a complex function of thickness and diameter D, D remaining the main parameter. Numerical simulations confirm this result and give an exchange law proportional to RaD1/2.

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Informations

  • Détails : 286 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 61 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 03/POIT/2286-A
  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 03/POIT/2286-B
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