Contribution à l'élaboration d'un logiciel métier par éléments finis pour l'analyse thermomécanique globale d'échangeurs de chaleur à plaques et ondes

par Johan Dib

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Jean-Louis Batoz.

Soutenue le 14-05-2007

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , dans le cadre de EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux , en partenariat avec ERMeP (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Marc Roelandt.

Le jury était composé de Jean-Louis Batoz, Jean-Marc Roelandt, Patrice Cartraud, Patrice Coorevits, François Bilteryst, Tarak Ben Zineb, Ivan Lewon.

Les rapporteurs étaient Patrice Cartraud, Patrice Coorevits.


  • Résumé

    Ce travail consiste à développer un logiciel métier basé sur la modélisation thermomécanique linéaire de l'échangeur tout en intégrant les techniques d'homogénéisation. Une méthodologie de modélisation de l'échangeur constitué par un empilement de différentes ondes et tôles brasées, est donc adoptée. Cette méthodologie suppose que le comportement global de chaque couche d'ondes et tôles, est encadré par deux comportements limites déterminés par des approches mécanique périodique (HMP) et cinématique périodique (HCP). Ces deux approches sont mises en œuvre pour l’application numérique tout en étudiant le chargement interne global dû à la température et à la pression. Un outil d'homogénéisation (HomPass) est ensuite développé afin de déterminer automatiquement les comportements équivalents à chaque onde et tôle brasées. Cela contribue au développement de l'outil métier final (SiTEME) dédié à l'étude thermomécanique globale de l'échangeur.

  • Titre traduit

    Contribution to the development of a software tool by finite elements for the global thermomechanical analysis of p late-fin heat excangers


  • Résumé

    This work consists of developing a software tool based on the linear thermomechanical modeling of the heat exchanger using homogenization techniques. A methodology for modeling the heat exchanger constituted by stacking of different brazed fins and sheets is adopted. This methodology assumes that the global behavior of every layer of fins and sheets is found between two behavior limits determined by periodic mechanical approach (HMP) and periodic kinematical approach (HCP). These techniques are implemented for numerical application while studying global loading due to the temperature and pressure internal loads. A homogenization tool (HomPass) is then developed in order to calculate automatically equivalent behaviors to each layer of brazed fins and sheets. That contributes to the development of the final software tool (SiTEME) dedicated to the global thermomechanical study of the heat exchanger.


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