Contribution au contr√īle de la convection naturelle par excitation thermique des couches limites en cavit√© diff√©rentiellement chauff√©e

par Olivier Skurtys

Th√®se de doctorat en √Čnergie, thermique, combustion

Sous la direction de François Penot.


  • R√©sum√©

    Ce travail, essentiellement exp√©rimental, concerne l'√©tude des √©coulements d'air en cavit√© diff√©rentiellement chauff√©e de rapport de forme vertical 4. Afin d'agir sur les transferts de chaleur, une perturbation thermique est introduite par l'interm√©diaire d'un petit tube chauff√© et refroidi p√©riodiquement en amorce de la couche limite chaude. La premi√®re partie de ce m√©moire est consacr√©e √† l'examen de deux r√©gimes d'√©coulements obtenus sans excitation thermique. Des mesures par LDV-2D et par thermocouples ont permis de comprendre le comportement de ces √©coulements de base naturels et d'appr√©cier l'influence des conditions limites pari√©tales sur le mouvement de fluide. La manipulation de ces √©coulements laminaires instationnaires et chaotiques, par l'interm√©diaire d'une perturbation thermique p√©riodique est entreprise dans la seconde partie du manuscrit. La DNS de l'effet d'une excitation sinusoiÕŹŐądale de temp√©rature dans la zone de d√©veloppement des couches limites d√©montre la possibilit√© d'agir sur le transfert thermique. A l'aide de mesures par PIV et par un fluxm√®tre original mis au point √† cette occasion, la dynamique et les coefficients d'√©change de chaleur locaux ont √©t√© compar√©s pour diff√©rents modes de l'excitation introduite dans la cavit√©. L'efficacit√© de l'excitation est ainsi caract√©ris√©e.

  • Titre traduit

    A contribution to flow control of natural convection by thermal excitation of the boundary layers in differentially heated cavity


  • R√©sum√©

    Mainly experimental, this work contributes to the study of natural convection flows in differentially heated cavity of vertical aspect ratio 4. An original method to act on the heat transfer is presented: a thermal perturbation introduced at the bottom of the hot wall by a small tube periodically heated and cooled. First part of this thesis is devoted to detailed investigation of two rates of flows without perturbation. Some results of velocity (LDV-2D) and temperature (thermocouples) measurements allow to understand the importance of walls conduction and radiation exchanges on the whole fluid flow and on the thermal stratification in the cavity. Second part presents the result of the manipulation of this unsteady and laminar or chaotic flow with a thermal perturbation. The analyses of the results performed with 2D direct numerical simulation show that the heat transfer could be modify. With PIV and fluxmeter measurements the dynamical and heat coefficient have been compared for different amplitudes and frequencies of temperature. In this way the efficiency of thermal excitation is characterised.

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Informations

  • D√©tails : xxiii-283 p.
  • Notes : Publication autoris√©e par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 79 r√©f.

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  • Biblioth√®que : Universit√© de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 04/POIT/2280-B
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