Réduction d'un problème d’auto-rayonnement par modes de branche : application aux échanges thermiques dans un domaine multi-enceintes

Reducing a problem of self-radiation by branch eigenmodes reduction method : application to heat transfer in multiple-boxes domains

• Auteur / Autrice : Benjamin Gaume
• Direction : Olivier Quéméner, Frédéric Joly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique
• Date : Soutenance le 10/10/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et d'Energétique de l'université d'Evry (Evry, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Richard Pasquetti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elena Palomo Del Barrio, Martin Raynaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnements

Méthaniers

Matériaux -- Effets des basses températures

Mots clés libres

Réduction modale

Sous-Structuration

3D Coque

Résumé

Dans le domaine des transports maritimes de Gaz Naturel Liquide (GNL), une problématique majeure est le risque de rupture mécanique liée à une température trop froide des parois du méthanier. Ainsi le dimensionnement des navires nécessite la connaissance précise des champs de températures. L’obtention de ces champs de température peut nécessiter de nombreuses heures de calculs et encore plus en prenant en compte les phénomènes radiatifs. L’objectif de cette thèse est de présenter une méthode permettant la résolution de ce problème en quelques minutes en tenant compte des phénomènes de thermiques (conduction, convection et radiation). La méthode de réduction modale utilisée ici consiste à créer un modèle réduit composé de champs de température particuliers appelés modes. On a pu démontrer que la résolution est quasi instantanée pour une erreur minime sur une portion de navire et il est envisagé de développer la méthode à l’ensemble d’un navire.

In the sector of maritime transport of Liquid Natural Gas (LNG), a major issue is the risk of mechanical failure linked to too cold vessel walls. Thus, the design of LNG carrier requires precise expertise of temperatures fields. These are complex structures made up of a large number of enclosures. To obtain these fields it may require many hours of calculations,particularly if we take in account the radiations. The aim of this thesis is to present a method to solve in a few minutes all of thermal phenomena (conduction, convection and radiation) on a big structure and obtain transient temperature’s fields.The method of modal reduction used here consist to create a reduced model composed of individual temperature fields called modes allowing a very quick resolution with minor error. It has been shown the truth of the method on a vessel portion and there are plans to develop the method to the entire ship.