Caractérisation des propriétés radiatives anisotropes d'un matériau poreux par identification de fonctions de distribution radiatives : validation expérimentale

par Barbar Zeghondy

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur

Sous la direction de Jean Taine.


  • Résumé

    La modélisation des transferts radiatifs dans des milieux poreux à haute température est primordiale dans de nombreuses applications où la prise en compte des transferts à l'échelle locale n'est pas envisageable : en effet, les calculs à l'échelle locale sont irréalistes. Une alternative consiste à considérer, sous certaines conditions physiques à préciser, un milieu continu équivalent au milieu poreux pour le rayonnement. Ce milieu homogénéisé est un milieu semi transparent diffusant, éventuellement anisotrope. Une démarche originale de caractérisation des propriétés radiatives de milieux de porosité élevée développée précédemment au Laboratoire EM2C pour des milieux virtuels statistiquement homogènes et isotropes, avec une phase solide opaque et une phase fluide transparente, a été généralisée à un milieu réel statistiquement anisotrope avec une phase solide semi transparente. Les coefficients directionnels d'extinction et d'absorption sont directement obtenus à partir de l'identification de la fonction de distribution statistique cumulée des distances d'extinction dans le matériau, liée à celle des cordes, avec la fonction de distribution cumulée d'extinction dans le modèle du milieu semi transparent équivalent. La fonction de phase bidirectionnelle est alors déterminée sans hypothèse supplémentaire. Une technique de Monte Carlo est utilisée pour obtenir les fonctions de distribution d'extinction et d'absorption du matériau. Le modèle utilise comme données d'entrée la connaissance de la morphologie du matériau à partir d'une tomographie X et les propriétés radiatives mesurées des phases à l'échelle locale.


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  • Titre traduit

    Determination of the anisotropic radiative properties of a porous material by Radiative Distribution Function Identification, RDFI : experimental validation


  • Résumé

    The anisotropic extinction and absorption coefficients of a high porosity material with a semi transparent solid phase are directly obtained from identification of the statistical cumulated distribution function of extinction distances in the material, linked to that of the chords, and the corresponding function in the equivalent semi transparent medium. The bidirectional phase function is then determined without any hypothesis. The model only requires the knowledge of the material morphology, given by a X ray tomography and the phases local radiative. The solid phase of a mullite foam has been experimentally characterized as a mainly scattering semi transparent medium with an isotropic phase function, from the corresponding determined data, the Radiative Distribution Function Identification (RDFI) method has been applied to predict the bidirectional reflectance of a mullite foam sample. A direct experimental determination of this reflectance agrees with the model results.

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  • Détails : 1 vol. (IX-96 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 62 références

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