Couplage thermique convection - conduction en régime non stationnaire

par Monica Stoian

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Jacques Padet et de Alexandru Dobrovicescu.

Soutenue en 2006

à Reims .


  • Résumé

    Nous avons présenté un modèle physico-mathématique robuste pour décrire le mécanisme de transfert de chaleur par convection forcée en régime variable pour un écoulement de couche limite laminaire sur une plaque plane. Notre contribuons à l’étude de la cinétique du transfert thermique couplé convection - conduction, autant théorique que expérimentale pour mieux approcher le coefficient convectif h. La modélisation numérique du problème de couplage convection - conduction en régime instationnaire, échelon de flux de chaleur sur la face arrière de la plaque, est réalisée par la méthode des volumes finis. Les résultats numériques sont vérifiés par la modélisation avec FLUENT, ainsi que expérimentalement par la méthode photothermique impulsionelle (infrarouge). Une partie expérimentale de toute nouveauté porte sur la mesure de la vitesse dans la couche limite dynamique sur une plaque verticale avec un écoulement laminaire uniforme développé, à l’aide d'un capteur anémométrique à fil chaud. Nous avons créé une sonde anémométrique à fil chaud dans une nouvelle configuration de mesure en courant alternatif et détection synchrone (pont Wheatstone). En régime permanent, les données expérimentales vérifient les résultats numériques avec une erreur moyenne de 3%, ce qui valide le modèle théorique développe

  • Titre traduit

    Transient convective - conductive thermal coupling


  • Résumé

    This study presents a robust physical and mathematical model to describe the heat transfer mechanism in transient forced convection for a laminar boundary layer upon flate plate. Our contribution to this study was to accurately approximate the exact value of the convective coefficient in heat transfer kinetically considering the conductive-convective coupling, from a theoretical and experimental point of view. Numerical modelling of the convective-conductive coupling problem in transient regime is rendered using the numerical method of finite volumes. The doublechecking of the resulting numerical values was done by comparing with the numerical results obtained by means of FLUENT. We also compared our numericals results with experimental results using the impulsed photo-thermal method (infrared). One experimental part of great novelty was added to the original plan of the present thesis. It refers to the velocity measurement by a hot wire anemometer in a dynamic boundary layer over a vertical flat plate in the laminar flow uniformly developed. We ourselves created a hot wire anemometer into a new measurement configuration using alternative current and synchronous detection (Wheatstone). In a steady state, our results verified experimental data with 3% errors which validates our theoretical model designed to calculate velocities.

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Informations

  • Détails : 260 f.
  • Annexes : Bibliogr. f 239-249.

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 06REIMS029
  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06REIMS029Bis
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