Modélisation des écoulements turbulents avec transferts thermiques en convection mixte

Modelling of turbulent flows with heat transfers in combined convection

• Auteur / Autrice : Gilmar Mompean
• Direction : Denis Jeandel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône)

Résumé

Afin de prédire les écoulements turbulents avec transferts thermiques, on a élaboré et étudié des modèles du deuxième ordre. Pour la construction de ces modèles, on a utilisé les équations de transport des échelles caractéristiques de la turbulence. Une analyse d'ordre de grandeur de tous les termes, de ces équations, est faite en utilisant l'hypothèse de grands nombres de Reynolds et Péclet. Le modèle à deux équations (-) est employé pour l'hydrodynamique. Pour la thermique, deux modèles sont développés: prt+teta2 et modèle complet. Le premier utilise la diffusivité thermique turbulente calculée à partir d'un nombre de Prandtl turbulent et une équation pour la variance de la fluctuation de température. Le deuxième est forme de trois équations: flux de chaleur turbulent, variance de la fluctuation de température et son taux de dissipation. Ces modèles ont été validés sur quatre expériences, qui font intervenir progressivement tous les termes des équations: écoulement d'air en aval d'une grille (température moyenne constante); écoulement d'air en aval d'une grille avec gradient de température; jet axisymétrique d'air faiblement et fortement chauffe; mélange (froid-chaud) de deux jets coaxiaux de sodium a grand nombre de Péclet. Les résultats obtenus montrent que le modèle complet fournit des meilleurs accords calculs-mesures, et permet de travailler d'une façon plus générale.