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Thèse soutenue

Analyse expérimentale des écoulements de convection naturelle et mixte en espace confiné

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Auteur / Autrice : Ludovic Perrin
Direction : Pierre Millan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique et transferts
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007)

Résumé

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L'objectif de cette thèse est de réaliser l'analyse expérimentale des écoulements de convection naturelle et mixte générés par un obstacle à bords vifs placé dans une cavité. Le cas générique retenu est constitué d’un barreau chauffant de section carrée placé horizontalement dans une cavité de type parallélépipède. L'analyse de l'écoulement et des transferts de chaleur est basée sur l'utilisation de deux dispositifs expérimentaux (maquette à bas puis à haut nombre de Rayleigh) et de plusieurs méthodes de mesure (PlV, LDV et thermocouples). La première étude, menée sur un cas de convection naturelle laminaire stationnaire, permet d'évaluer l'influence du rapport de forme R[indice sc] sur l'écoulement et de valider le code de calcul CEDRE (ONERA). La suite de ces travaux est focalisée sur l'étude d'une configuration similaire mais en régime turbulent. Les résultats expérimentaux obtenus ont mis en évidence le comportement fortement instationnaire de l'écoulement et ont permis une première comparaison à des calculs DNS. Enfin, l'ajout de jets froids à l'intérieur de la cavité permet d’aborder les écoulements de convection mixte dans ce type de configuration. L'analyse des données expérimentales a principalement souligné la difficulté définir l'écoulement dans sa globalité à l’aide d’un nombre sans dimension unique.