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Etude Analytique Et Numerique Des Instabilites Spatio Temporelles Des Ecoulements De Convection Mixte En Milieux Poreux
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Book Synopsis Étude analytique et numérique des instabilités spatio-temporelles des écoulements de convection mixte en milieux poreux by : Alexandre Delache
Download or read book Étude analytique et numérique des instabilités spatio-temporelles des écoulements de convection mixte en milieux poreux written by Alexandre Delache and published by . This book was released on 2005 with total page 171 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude concerne l'évolution spatio-temporelles des structures thermo-convectives en milieu poreux chauffé par le bas et soumis à un écoulement horizontal. Des données expérimentales montrent que dans la région laminaire, deux types de structures ont été observés : des rouleaux propagatifs transverses à l'écoulement (R.T) et des rouleaux fixes longitudinaux (R.L). Il est obtenu que l'analyse temporelle ne permet pas de prédire la sélection de structures observées, alors que la transition convectif/ absolu dans l'espace des paramètres correspond parfaitement à la transition entre les deux types de structures. Ce très bon accord entre la théorie de l'instabilité absolue et l'expérience, est retrouvé également lorsque l'on compare les périodes d'oscillations et les longueurs d'onde des R T. Lorsque le rapport de forme transversal du milieu et l'inertie sont pris en compte, l'interaction non linéaire des R T et des R L est étudiée grâce à deux équations d'enveloppes, obtenues rigoureusement au voisinage d'un point de bifurcation double. La simulation numérique de ce modèle réduit en présence du bruit permet d'expliquer certaines observations expérimentales. D'autre part la résolution numérique directe bidimensionnelle en méthode spectrale montre que les caractéristiques des modes globaux non linéaires sont identiques à ceux obtenues par la théorie linéaire d'instabilité absolue. Par ailleurs le transfert de chaleur moyen est analysé et comparé à l'expérience.
Book Synopsis Structures synchronisées dans les écoulements inhomogènes de convection mixte en milieux poreux by : Fatah Mejni
Download or read book Structures synchronisées dans les écoulements inhomogènes de convection mixte en milieux poreux written by Fatah Mejni and published by . This book was released on 2008 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur une étude théorique et numérique des structures synchronisées d'un fluide confiné en milieu poreux chauffé par le bas d'une façon inhomogène et soumis à un écoulement horizontal. L'inhomogénéité de la température induit un écoulement stationnaire et faiblement non parallèle dont la stabilité linéaire est étudiée, Les instabilités thermo-convectives sont recherchées sous la forme de modes propres, modulés par un développement WKBJ dans la direction horizontale. Pour les deux configurations génériques présentant un point tournant simple ou double, Il a été démontré que l'existence d'une région d'instabilité locale absolue était nécessaire à l'émergence d'un mode global. Le seuil et la fréquence des oscillations de ce mode global sont déterminés. La dynamique non linéaire est explorée grâce à une équation de Ginzburg-Landau d'une part, et à la résolution numérique directe (RND) bidimensionnelle en méthode spectrale d'autre part. Il a été trouvé que la fréquence obtenue par RND correspond à la fréquence absolue marginale dans le cas d'une configuration avec point tournant double, et à la fréquence absolue imposée par un point tournant simple attaché à l'entrée du milieu, Ce mécanisme de sélection de la fréquence s'avère pertinent, y compris loin du seuil d'instabilité globale. L'analyse fine de la distribution spatiale des structures synchronisées montre que les résultats sont en excellent accord avec la théorie des modes globaux non linéaires. Enfin, une comparaison quantitative entre théorie et expérience met en évidence un très bon accord entre les fréquences des structures synchronisées tridimensionnelles prédites et les fréquences mesurées.
Book Synopsis Modélisation et simulations numériques des écoulements et instabilités thermiques de fluides non-Newtonien en milieu poreux by : Abdoulaye Gueye
Download or read book Modélisation et simulations numériques des écoulements et instabilités thermiques de fluides non-Newtonien en milieu poreux written by Abdoulaye Gueye and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse sur les milieux poreux est axé sur deux parties. La première concerne l'étude numérique de l'écoulement d'un fluide Newtonien ou non-Newtonien au sein d'un système fluide/poreux. L'approche à un seul domaine qui consiste à écrire l'équation de Navier-Stokes incluant le terme de Darcy-Brinkman-Forchheimer est adoptée dans cette étude. La relation entre le gradient de pression et la vitesse débitante linéaire dans le cas de Darcy où le fluide est Newtonien, est obtenue. Cette relation est étendue dans le cas non-Darcy où le fluide est non Newtonien. L'influence des nombres de Darcy et de Forchheimer sur la structure de l'écoulement est montrée. Dans la seconde partie, une étude de stabilité linéaire et numérique de la convection naturelle de fluides viscoélastiques saturant une couche poreuse horizontale chauffée par un flux constant est réalisée. Une étude d'instabilité primaire et secondaire nous a permis de montrer que pour un fluide Newtonien, la convection monocellulaire perd sa stabilité au profit des rouleaux longitudinaux. Dans le cas des fluides viscoélastiques, on trouve que l'élasticité du fluide induit la sélection des rouleaux transversaux propagatifs. Une solution numérique basée sur un schéma aux différences finies est venue conforter ces résultats analytiques.
Book Synopsis Structures synchronisées dans les écoulements inhomogènes de convection mixte en milieu poreux by : Fatah Mejni
Download or read book Structures synchronisées dans les écoulements inhomogènes de convection mixte en milieu poreux written by Fatah Mejni and published by . This book was released on 2008 with total page 150 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur une étude théorique et numérique des structures synchronisées d'un fluide confiné en milieu poreux chauffé par le bas d'une façon inhomogène et soumis à un écoulement horizontal. L'inhomogénéité de la température induit un écoulement stationnaire et faiblement non parallèle dont la stabilité linéaire est étudiée, Les instabilités thermo-convectives sont recherchées sous la forme de modes propres, modulés par un développement WKBJ dans la direction horizontale. Pour les deux configurations génériques présentant un point tournant simple ou double, Il a été démontré que l'existence d'une région d'instabilité locale absolue était nécessaire à l'émergence d'un mode global. Le seuil et la fréquence des oscillations de ce mode global sont déterminés. La dynamique non linéaire est explorée grâce à une équation de Ginzburg-Landau d'une part, et à la résolution numérique directe (RND) bidimensionnelle en méthode spectrale d'autre part. Il a été trouvé que la fréquence obtenue par RND correspond à la fréquence absolue marginale dans le cas d'une configuration avec point tournant double, et à la fréquence absolue imposée par un point tournant simple attaché à l'entrée du milieu, Ce mécanisme de sélection de la fréquence s'avère pertinent, y compris loin du seuil d'instabilité globale. L'analyse fine de la distribution spatiale des structures synchronisées montre que les résultats sont en excellent accord avec la théorie des modes globaux non linéaires. Enfin, une comparaison quantitative entre théorie et expérience met en évidence un très bon accord entre les fréquences des structures synchronisées tridimensionnelles prédites et les fréquences mesurées.
Book Synopsis ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DE LA CONVECTION ENTRAINEE EN MILIEU POREUX by : FRANCOISE.. DUFOUR
Download or read book ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DE LA CONVECTION ENTRAINEE EN MILIEU POREUX written by FRANCOISE.. DUFOUR and published by . This book was released on 1998 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON ETUDIE LE MOUVEMENT D'UN FLUIDE DE BOUSSINESQ SATURANT UNE COUCHE POREUSE HORIZONTALE CHAUFFEE PAR LE BAS, LORSQUE UN DEBIT NON NUL EST IMPOSE. APRES AVOIR RAPPELE LES PRINCIPAUX MODELES SERVANT A DECRIRE LE MOUVEMENT DU FLUIDE SATURANT, ON MONTRE QU'UN ETAT DE BASE TRES SIMPLE EST TOUJOURS SOLUTION DU PROBLEME, QUELLES QUE SOIENT LES VALEURS DU NOMBRE DU RAYLEIGH DE FILTRATION ET DU DEBIT. L'ETUDE DE SA STABILITE MONTRE QUE, TANT QUE LE DEBIT FILTRANT EST ASSEZ FAIBLE, DES ROULEAUX TRANSVERSAUX (BIDIMENSIONNELS) APPARAISSENT LORSQUE LE NOMBRE DE RAYLEIGH DE FILTRATION DEPASSE UNE VALEUR CRITIQUE. UNE ETUDE MATHEMATIQUE NOUS PERMET D'AFFIRMER QUE PARMI LES STRUCTURES DE CE TYPE FIGURENT DES ONDES PROGRESSIVES (PERIODIQUES EN ESPACE ET EN TEMPS) ET DES ONDES D'AMPLITUDE MODULEE DANS L'ESPACE (PERIODIQUES EN TEMPS). UNE SIMULATION NUMERIQUE PERMET DE RETROUVER DES ECOULEMENTS TRES ANALOGUES A CES DERNIERS. ON ETUDIE LEUR FREQUENCE ET LA REPARTITION SPATIALE DE LEUR AMPLITUDE
Book Synopsis Instabilités convectives et absolues d'un mélange binaire en convection mixte dans un milieu poreux by : Annabelle Joulin
Download or read book Instabilités convectives et absolues d'un mélange binaire en convection mixte dans un milieu poreux written by Annabelle Joulin and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur l'étude des conditions d'apparition et l'évolution des structures convectives dans un mélange fluide binaire saturant un milieu poreux chauffé par le bas en présence d'un écoulement horizontal. Le couplage des gradients de concentration et de température est à l'origine de l'effet Soret. Une comparaison des valeurs critiques du nombre de Rayleigh, du nombre d'onde et des fréquences d'oscillation des structures convectives est faite pour deux différents modèles : parois horizontales perméables ou non à la matière. Des différences importantes caractéristiques des instabilités dans les deux modèles sont mises en évidence. La nature convective ou absolue de ces instabilités est déterminée en évaluant la réponse asymptotique du système à une perturbation localisée dans les deux directions du plan horizontal. On montre que dans le régime d'instabilité convective (IC), les structures bifurquées sont tridimensionnelles et leur spectre de fréquence est large. En revanche, dans le régime d'instabilité absolue (IA), le système sélectionne les ondes progressives se propageant dans le sens de l'écoulement et oscillant avec une fréquence unique que l'on a déterminée. Ce changement du spectre de fréquence observé à la transition IC/IA est proposé comme critère de mesure du coefficient de Soret. Ensuite, la dynamique faiblement non linéaire des rouleaux de convection est étudiée aussi bien pour des mélanges présentant une bifurcation supercritique que sous-critique. L'analyse analytique et l'intégration numérique des modèles non linéaires de Ginzburg-Landau, relatifs à ces deux types de bifurcation, mettent en évidence l'existence des fronts reliant l'état de conduction aux ondes progressives structurant la convection. L'observation expérimentale de ces fronts pourrait être une autre méthode de mesure du coefficient de Soret.
Book Synopsis Instabiliées thermosolutales en milieu poreux dans des cavités rectangulaires by : MOHAMMAD.. KARIMI FARD
Download or read book Instabiliées thermosolutales en milieu poreux dans des cavités rectangulaires written by MOHAMMAD.. KARIMI FARD and published by . This book was released on 1998 with total page 140 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS CE MEMOIRE, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DE LA CONVECTION THERMOSOLUTALE EN MILIEU POREUX. LA GEOMETRIE CONSIDEREE EST UNE CAVITE RECTANGULAIRE INCLINEE, REMPLIE D'UN MILIEU POREUX HOMOGENE ET SATUREE PAR UN FLUIDE BINAIRE. CETTE CAVITE EST SOUMISE A UN GRADIENT DE TEMPERATURE ET DE CONCENTRATION. LORSQUE LES FORCES DE VOLUME D'ORIGINE THERMIQUE ET SOLUTALE SONT DE MEME INTENSITE MAIS DE SENS OPPOSE LE REGIME DE DOUBLE-DIFFUSION PURE EST UNE SOLUTION DU PROBLEME. DANS UN PREMIER TEMPS ON ETUDIE LA STABILITE LINEAIRE DE CETTE SOLUTION AFIN DE DETERMINER LE NOMBRE DE RAYLEIGH CRITIQUE CORRESPONDANT A LA NAISSANCE DE LA CONVECTION. EN FONCTION DES PARAMETRES ADIMENSIONNELS DU PROBLEME L'ECOULEMENT APRES LE POINT DE BIFURCATION PEUT ETRE STATIONNAIRE (SOLUTION ISSUE D'UNE BIFURCATION TRANSCRITIQUE OU FOURCHE) OU INSTATIONNAIRE OSCILLANT (SOLUTION ISSUE D'UNE BIFURCATION DE HOPF). LES DOMAINES D'EXISTENCE DE CHAQUE TYPE DE BIFURCATION SONT DETERMINES EN FONCTION DES PARAMETRES ADIMENSIONNELS DU PROBLEME. CES RESULTATS SONT ENSUITE CONFIRMES PAR LA RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS BIDIMENSIONNELLES NON-LINEAIRES REGISSANT LE PROBLEME. ON A AINSI PU OBSERVER LA NAISSANCE DE LA CONVECTION (STATIONNAIRE OU INSTATIONNAIRE) AUX NOMBRES DE RAYLEIGH CRITIQUES PREDITS PAR L'ETUDE DE STABILITE LINEAIRE. DE PLUS, CETTE ETUDE NUMERIQUE EST ETENDUE AU DOMAINE NON-LINEAIRE ET DES DIAGRAMMES REPRESENTANT DES BRANCHES DE SOLUTIONS STABLES SONT TRACES EN FONCTION DU NOMBRE DE RAYLEIGH. ON A MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE SOLUTIONS SOUS-CRITIQUES AINSI QUE DES SOLUTIONS MULTIPLES POUR UN MEME ENSEMBLE DE PARAMETRES. DES SIMULATIONS NUMERIQUES SONT EGALEMENT EFFECTUEES DANS UNE CONFIGURATION 3D (CUBE). LES SOLUTIONS 2D STATIONNAIRES RESTENT STABLES DANS UNE CONFIGURATION 3D. PAR CONTRE LORSQUE LES PARAMETRES CHOISIS CONDUISENT A UNE BIFURCATION DE HOPF DES STRUCTURES OSCILLANTES 3D SONT OBSERVEES.
Book Synopsis Détermination analytique des modes globaux tridimensionnels en écoulement de convection mixte du type Rayleigh-Bénard-Poiseuille by : Denis Martinand
Download or read book Détermination analytique des modes globaux tridimensionnels en écoulement de convection mixte du type Rayleigh-Bénard-Poiseuille written by Denis Martinand and published by . This book was released on 2003 with total page 139 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude concerne la détermination analytique de l'évolution spatio-temporelle des modes linéaires d'instabilité thermo-convective dans une couche de fluide horizontale chauffée par le bas (système de Rayleigh-Bénard) et soumise à un gradient de pression (écoulement de Poiseuille). L'originalité réside dans l'inhomogénéité de la température de la plaque inférieure présentant une bosse bidimensionnelle. Cette inhomogénéité et le flux moyen de l'écoulement de Rayleigh-Bénard-Poiseuille ainsi obtenu rompent les symétries du problème de convection pure et amène à considérer des modes spatialement localisés d'instabilité en rouleaux. Un mode synchronisé se développant sur une telle configuration est nommé mode global. L'échelle spatiale caractéristique des variations de la bosse de température étant supposée grande devant celle de la longueur d'onde des rouleaux, les modes globaux sont cherchés sous la forme de modes propres dans la direction de confinement, modulés par un développement WKBJ bidimensionnel dans les directions horizontales lentement variables. Un tel développement ne peut être valable aux points où la vitesse de groupe de l'instabilité s'annule, ou points tournants. Au voisinage d'un tel point situé au sommet de la bosse de température, le caractère borné de la solution, cherchée sous la forme d'un développement intermédiaire, impose un critère de sélection donnant taux de croissance (ou de façon équivalente seuil critique), fréquence et vecteur d'onde du mode global. Cette étude généralise à des cas bidimensionnels les méthodes utilisées et les résultats obtenus pour des inhomogénéités unidimensionnelles. Une telle approche est d'abord appliquée à une équation dynamique simplifiée obtenue par le formalisme d'enveloppe. Les résultats analytiques sont comparés à des simulations numériques de cette équation. Puis ces modes globaux sont déterminés pour un écoulement fluide décrit par les équations de Navier-Stokes dans l'approximation de Boussinesq
Book Synopsis Analyse des transferts de chaleur avec changement de phase dans un milieu poreux non consolidé. Etude expérimentale et modélisation by : Serge Cioulachtjian
Download or read book Analyse des transferts de chaleur avec changement de phase dans un milieu poreux non consolidé. Etude expérimentale et modélisation written by Serge Cioulachtjian and published by . This book was released on 1989 with total page 336 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE DES TRANSFERTS DE CHALEUR DANS UN MILIEU POREUX SATURE EN LIQUIDE, AVEC OU SANS ECOULEMENT, AVEC OU SANS CHANGEMENT D'ETAT. LA PREMIERE PARTIE CONSTITUE UN RAPPEL DES DEFINITIONS ET DES GRANDEURS CARACTERISANT CES MILIEUX AINSI QUE L'APPROCHE CLASSIQUE UTILISEE. CE RAPPEL EST SUIVI D'UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR AVEC CHANGEMENT DE PHASE LIQUIDE-VAPEUR DANS UN MILIEU POREUX. CETTE REVUE CONCERNE ESSENTIELLEMENT LES PHENOMENES D'EBULLITION D'UN LIQUIDE AU REPOS. LA SECONDE PARTIE A TRAIT A LA METHODOLOGIE EXPERIMENTALE ADOPTEE DANS CE TRAVAIL, A LA DESCRIPTION DU MONTAGE, AINSI QU'A LA TECHNIQUE DE TRAITEMENT DES DONNEES FOURNIES PAR L'ENSEMBLE DES CAPTEURS DE MESURE. L'ENSEMBLE EXPERIMENTAL AINSI CONCU PERMET DE DETERMINER LES CHAMPS DE TEMPERATURES ET LEURS EVOLUTIONS SPATIO-TEMPORELLES. LA TROISIEME PARTIE EST CONSACREE A LA MODELISATION DES TRANSFERTS DE CHALEUR DANS CES MILIEUX. CETTE MODELISATION REPOSE PRINCIPALEMENT SUR LES EQUATIONS DE BILAN PERMETTANT DE DECRIRE LES VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLES DES GRANDEURS EN TOUS POINTS DU MILIEU POREUX, AUSSI BIEN DANS LE CAS D'UN TRANSFERT DE CHALEUR EN MONOPHASIQUE QUE DANS LE CAS DU CHANGEMENT DE PHASE LIQUIDE-VAPEUR D'UN LIQUIDE EN ECOULEMENT. LA RESOLUTION NUMERIQUE EST EFFECTUEE DANS LE CAS MONOPHASIQUE ET LA COMPARAISON AVEC L'EXPERIENCE EST REALISEE DANS CE CAS
Book Synopsis Etude de la convection mixte d'origine thermosolutale sous l'influence de l'effet Soret dans un milieu poreux by : Haïkel Ben Ahmed
Download or read book Etude de la convection mixte d'origine thermosolutale sous l'influence de l'effet Soret dans un milieu poreux written by Haïkel Ben Ahmed and published by . This book was released on 2008 with total page 223 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous étudions une couche de fluide binaire entre deux plaques horizontales à températures fixées influencée par un écoulement forcé à faible PECLET. On a commencé par analyse de stabilité linéaire par éléments finis nous conduisant à réduire sous forme diagonale un opérateur linéaire rigoureusement déterminé. Les éléments spectraux de l’opérateur contiennent les informations utiles à déterminer les plus déstabilisants parmi une infinité de modes propres. Ces résultats serviront comme guide d’une expérimentation numérique que nous avons effectuée par usage d'un code 3D en volumes finis hautement précis en espace, et utilisant le schéma d'EULER en temps. Des relations littérales déterminant les seuils de transitions ont été démontrées. Des diagrammes de stabilité ont été établis ; la mécanique de la convection est mieux éclaircie, l'influence de l'allongement a été étudiée, la propagation dans les deux sens des ondes progressives des rouleaux transversaux ont été mises en évidence, un recueil de paramètres caractéristiques de ces écoulements est donné en termes de nombre d'ondes, pulsations, vitesses de phase et de transferts de chaleur et de masse.
Book Synopsis Étude numérique et analytique de la convection naturelle en milieu poreux anisotrope by : Gérard Degan
Download or read book Étude numérique et analytique de la convection naturelle en milieu poreux anisotrope written by Gérard Degan and published by . This book was released on 1997 with total page 390 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA CONVECTION THERMOSOLUTALE DANS LES MILIEUX POREUX ANISOTROPES ET MULTICOUCHES by : ABDELWAHAB.. TOBBAL
Download or read book CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA CONVECTION THERMOSOLUTALE DANS LES MILIEUX POREUX ANISOTROPES ET MULTICOUCHES written by ABDELWAHAB.. TOBBAL and published by . This book was released on 1999 with total page 166 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL ESSENTIELLEMENT NUMERIQUE CONCERNE L'ETUDE DE LA CONVECTION THERMOSOLUTALE DANS DES MILIEUX POREUX SATURES ANISOTROPES ET MULTICOUCHES. LA CONFIGURATION ETUDIEE EST CELLE D'UNE CAVITE RECTANGULAIRE SOUMISE A DES GRADIENTS HORIZONTAUX DE TEMPERATURE ET DE CONCENTRATION CONSTANTS ET UNIFORMES ENTRE LES PAROIS VERTICALES. DANS UN PREMIER TEMPS L'ETUDE S'EST FOCALISEE SUR LES TRANSFERTS DANS UN MILIEU POREUX ANISOTROPE REMPLISSANT LA TOTALITE DE LA CAVITE ; PAR LA SUITE NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AU CAS D'UN MILIEU MULTICOUCHE CONSTITUE DE DEUX COUCHES POREUSES VERTICALES ENTRE LESQUELLES EST INTERCALEE UNE COUCHE FLUIDE. LE MODELE MATHEMATIQUE RETENU EST CELUI DE DARCY-BRINKMANN ET LES CONDITIONS AUX LIMITES CHOISIES PERMETTENT L'OBTENTION DU REGIME PERMANENT. LA RESOLUTION NUMERIQUE DU PROBLEME EST BASEE SUR LA METHODE DES VOLUMES FINIS. L'INFLUENCE DE L'ANISOTROPIE EN CONDUCTIVITE THERMIQUE, DE L'ANISOTROPIE EN PERMEABILITE ET D'AUTRES PARAMETRES DU PROBLEME SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR, DE MASSE ET SUR LES STRUCTURES D'ECOULEMENT A ETE ANALYSEE. DANS LE CAS DU MILIEU MULTICOUCHE L'INFLUENCE DE L'EPAISSEUR DE LA COUCHE FLUIDE A ETE EGALEMENT ETUDIEE. LORSQUE LES FORCES DE VOLUME (D'ORIGINE THERMIQUE ET SOLUTALE) SONT COOPERANTES, UNE ETUDE ANALYTIQUE BASEE SUR LA METHODE DES ORDRES DE GRANDEUR A ETE ETABLIE POUR LE CAS DU MILIEU POREUX EN PRENANT EN COMPTE L'ANISOTROPIE THERMIQUE ET HYDRAULIQUE DE CE DERNIER. DANS LA CONFIGURATION MULTICOUCHE ET POUR LA GAMME DE PARAMETRES CONSIDERES, L'ETUDE THEORIQUE EST BASEE SUR L'HYPOTHESE D'UN ECOULEMENT CONVECTIF DANS LA COUCHE FLUIDE ET D'UN REGIME DIFFUSIF DANS LES DEUX COUCHES POREUSES LATERALES. EN REGIME DE DARCY LES RESULTATS NUMERIQUES ONT ETE CONFRONTES AUX ETUDES ANALYTIQUES ET UNE TRES BONNE CONCORDANCE A ETE OBSERVEE. DANS LA GAMME DES PARAMETRES ETUDIES, CES CORRELATIONS ONT PERMIS D'ESTIMER L'INFLUENCE DE L'ANISOTROPIE THERMIQUE ET HYDRAULIQUE ET DE L'EPAISSEUR DE LA COUCHE SUR L'EVOLUTION DES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE.
Book Synopsis Simulation numérique et stabilité des écoulements de convection mixte en conduite rectangulaire chauffée par le bas by : Xavier Nicolas
Download or read book Simulation numérique et stabilité des écoulements de convection mixte en conduite rectangulaire chauffée par le bas written by Xavier Nicolas and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON PROPOSE UNE ETUDE NUMERIQUE 2D DES ECOULEMENTS LAMINAIRES DE CONVECTION MIXTE EN CONDUITE RECTANGULAIRE HORIZONTALE CHAUFFEE PAR LE BAS (ECOULEMENTS DE POISEUILLE-BENARD). LA METHODE DE RESOLUTION EST DE TYPE VOLUMES FINIS ; ELLE EST BASEE SUR LA METHODE DU LAGRANGIEN AUGMENTE. ON PRESENTE UNE REVUE EXHAUSTIVE DES TRAVAUX EFFECTUES SUR CE SUJET. ON RAPPORTE DE MANIERE DETAILLEE LES RESULTATS DE TROIS THESES, ANALYSANT LA STABILITE LINEAIRE DE L'ECOULEMENT DE POISEUILLE ET LA STABILITE FAIBLEMENT NON-LINEAIRE DES ROULEAUX THERMOCONVECTIFS TRANSVERSES A L'AXE DE LA CONDUITE (RT), ET FOURNISSANT DES MESURES EXPERIMENTALES TRES FINES DES CHAMPS DE VITESSE DANS LES DOMAINES LINEAIRES ET NON-LINEAIRES. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER DANS QUELLE MESURE LES SIMULATIONS NUMERIQUES S'ACCORDENT AVEC THEORIES ET EXPERIENCES EN EFFECTUANT DES COMPARAISONS QUANTITATIVES SYSTEMATIQUES AVEC CES TROIS THESES. ON ETUDIE L'INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES OUVERTES (CLO) ET PERIODIQUES (CLP) SUR LA STABILITE ET SUR LE DEVELOPPEMENT SPATIAL ET TEMPOREL DES RT, EN PRENANT EN COMPTE LE CARACTERE CONVECTIF OU ABSOLU DE L'INSTABILITE. ON TESTE CINQ SORTES DE CLO. ON MONTRE QUE L'AMPLITUDE DE LA PERTURBATION EN AMONT DE LA FRONTIERE DE SORTIE PEUT CONSIDERABLEMENT VARIER D'UNE CLO A L'AUTRE, ALORS QUE LA LONGUEUR DE LA ZONE PERTURBEE VARIE TRES PEU, ET QUE LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT EN DEHORS DE LA ZONE PERTURBEE SE CONSERVE. AVEC LES CLP, LES RT TRANSITENT VERS L'ECOULEMENT DE POISEUILLE AU PASSAGE DU SEUIL ENTRE INSTABILITE CONVECTIVE ET STABILITE LINEAIRE. AVEC LES CLO, CETTE TRANSITION A LIEU PRES DU SEUIL ENTRE INSTABILITE ABSOLUE ET INSTABILITE CONVECTIVE. TOUS LES RESULTATS DE LA STABILITE FAIBLEMENT NON-LINEAIRE SONT REPRODUITS PAR LA SIMULATION 2D ET CERTAINS RESULTATS EXPERIMENTAUX 3D SONT RETROUVES AVEC UNE TRES GRANDE PRECISION. ENFIN, ON MET EN EVIDENCE LES POINTS NECESSITANT DES APPROFONDISSEMENTS OU NE POUVANT ETRE TRAITES QUE PAR LA SIMULATION NUMERIQUE 3D.
Book Synopsis Contribution à la caractérisation des structures et à l'analyse thermique d'un écoulement dans un canal horizontal uniformément chauffé par le bas by : Rani Taher
Download or read book Contribution à la caractérisation des structures et à l'analyse thermique d'un écoulement dans un canal horizontal uniformément chauffé par le bas written by Rani Taher and published by . This book was released on 2010 with total page 117 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'essentiel de mon travail de recherche porte sur l'étude des instabilités thermoconvectives en convection mixte. Il comporte aussi bien des aspects expérimentaux que numériques.Dès qu'un fluide est chauffé, en présence ou non d'un écoulement forcé, des instabilités apparaissent en fonction des différents paramètres (thermiques, opératoires, géométrie,..). Pour ce qui est des dispositifs parcourus par un écoulement de convection mixte, la bibliographie est très riche concernant les écoulements de fluides tel que l'air mais reste limitée pour tout ce qui est écoulement d'eau et surtout dans les configurations avec une condition aux limites de flux imposé. Récemment, ces études ont suscité un intérêt pour les applications industrielles telles que la CVD et les échangeurs de chaleur en général et certains phénomènes naturels tels que la météo. Faisant suite à une série d'études d'écoulements de convection mixte, notamment en conduite cylindrique soumise à un flux uniforme à la paroi (coexistence de gradients thermiques horizontal et vertical), rectangulaire avec un gradient thermique horizontal et rectangulaire avec un gradient thermique vertical ; dans ce dernier cas, le rapport d'aspect considéré était égal à 2 ce qui a introduit des effets de bords non négligeables sur le développement des instabilités. L'objectif de mon travail était de comprendre le déclenchement des instabilités dans le cas du gradient thermique vertical sans subir les effets de bords. Ainsi, j'ai étudié l'écoulement de convection mixte dans un canal horizontal, à section rectangulaire, de grand rapport d'aspect transversal (B=10), chauffé uniformément par le bas à flux constant pour les paramètres de fonctionnement suivants : 20 ≤ Re ≤ 200, 0 ≤ Ra ≤ 106, Pr = 7. Les techniques de visualisation que j'ai mises en place m'ont permis de mettre en évidence l'existence de deux mécanismes d'initiation des rouleaux longitudinaux dans ce type de configuration. Pour les faibles valeurs du nombre de Rayleigh, les rouleaux sont initiés le long des parois latérales et se propagent progressivement jusqu'à envahir toute la section droite par un effet de cascade visqueuse. Au-delà d'une valeur critique du nombre de Rayleigh, de nombreuses paires de rouleaux apparaissent simultanément à une même abscisse, dans la zone centrale de la section droite, indépendamment du premier mécanisme grâce à une instabilité du type Rayleigh Bénard. Ces deux mécanismes d'initiation ont été observés expérimentalement et numériquement. La condition de flux imposé à la paroi basse fait que l'établissement thermique n'est jamais atteint ; nous assistons dans ce cas à une évolution longitudinale du régime d'écoulement qui peut s'étaler le long du canal. Ainsi, j'ai mis en évidence quatre zones d'écoulement : une zone I d'entrée ou de formation des rouleaux ; une zone II établie où les rouleaux longitudinaux ont envahi toute la section droite, ces rouleaux sont stationnaires ; une zone III correspondant au régime déstabilisé où les rouleaux adoptent un comportement chaotique et enfin la zone IV qui correspond au régime turbulent, les rouleaux ne sont plus identifiables. J'ai déterminé en fonction des paramètres de contrôle les longueurs caractéristiques pour les différentes zones et proposé des corrélations permettant de les calculer en fonction des nombres de Reynolds et de Rayleigh. Pour l'analyse thermique de ce type d'écoulement, j'ai développé et exploité une technique de fluorescence induite par plan laser (PLIF) pour déterminer le champ thermique dans les différentes sections transversales du canal pour les différentes gammes des paramètres. Cette caractérisation a également été effectuée numériquement. Les champs de température obtenus dans les différentes sections droites fluide ont permis la détermination du transfert de chaleur, notamment le nombre de Nusselt. J'ai déterminé le nombre de Nusselt à la paroi chauffée, moyenné dans la direction transversale Y et représenté sa variation selon la direction longitudinale X pour diverses valeurs du nombre de Rayleigh et de Reynolds. On retrouve la signature des deux mécanismes d'initiation au travers du profil longitudinal du nombre de Nusselt. On peut observer que le transfert convectif est fortement accru en convection mixte par rapport à la convection forcée pure, d'un rapport de 5 à 10 selon les valeurs des nombres de Reynolds et de Rayleigh. L'ensemble des résultats expérimentaux que j'ai obtenus ont permis, en fonction des nombres de Reynolds et de Rayleigh, l'établissement de corrélations du nombre de Nusselt, valables en convection mixte pour ce type d'écoulement. Ces corrélations ont été établies pour le régime d'entrée et le régime établi. La PLIF semble être une technique performante pour la mesure de la température du fluide. L'ensemble de ces résultats ont été rédigés en deux articles et ont été soumis pour publication.
Book Synopsis Modélisation et simulations numériques des écoulements gazeux dans des milieux micro-poreux anisothermes by : Samy Ramdane
Download or read book Modélisation et simulations numériques des écoulements gazeux dans des milieux micro-poreux anisothermes written by Samy Ramdane and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse présente une étude des écoulements de gaz dans un milieu poreux anisotherme constitué de pores de taille micrométrique en s'appuyant sur des simulations, à l'échelle des pores, des écoulements et des transferts de chaleur dans des Volumes Élémentaires Représentatifs. Lorsque la dimension des pores est très petite, contrairement à l'échelle macroscopique, il apparait un glissement hydrodynamique, un saut de température et saut de flux diffusif entre le fluide et la matrice poreuse. De plus, l'écoulement d'un gaz dans des systèmes de très faible taille engendre des effets de compressibilité et de dissipation visqueuse qui ne peuvent plus être négligés. Bien que de nombreux travaux de la littérature portent sur la modélisation et la simulation numérique des écoulements gazeux en milieux poreux, l'originalité du modèle numérique macroscopique qui a été élaboré au cours de cette thèse est de prendre en compte tous ces phénomènes physiques. Cela a permis de mener une étude paramétrique sur une large gamme des paramètres de ces écoulements (les nombres de Reynolds, Rek, Knudsen, Kn, Mach, Ma) et pour cinq géométries différentes de milieux poreux caractérisés par leur porosité, et perméabilité de Darcy, Kd. L'étude est, en premier lieu, menée pour des écoulements faiblement compressibles en utilisant les modèles de Darcy-Klinkenberg et Darcy-Forchheimer, avec et sans glissement. Le code de calcul développé au laboratoire est validé par des comparaisons avec des résultats de la littérature en utilisant ces deux modèles. Le terme correctif de Forchheimer ainsi que différents types de régimes inertiels ont été identifiés et comparés à d'autres travaux de la littérature. La suite du travail est consacrée aux écoulements compressibles, en particulier aux effets thermiques d'origine dynamique associés à ces écoulements (dissipation visqueuse et travail des forces de pression). Les résultats dynamiques et thermiques sont d'abord présentés en étudiant un milieu poreux constitué d'obstacles rectangulaires. Puis nous avons reproduit cette étude pour d'autres géométries rectangulaires et circulaires. Des études paramétriques sont effectuées en faisant varier les paramètres moteurs de l'écoulement (pression moyenne et différence de pression entrée/sortie), dans le but de couvrir des régimes où l'inertie, la compressibilité et la raréfaction entrent en jeux. Cela nous a permis d'élaborer des cartes, en fonction de ces paramètres, des diverses quantités physiques (températures, vitesses, termes de sources, perméabilité apparente...) et des nombres adimensionnels (Rek, Ma, Kn ...). Pour des grandes variations de pression, les puissances des forces visqueuses et de pression (effets d'origines purement dynamique) jouent un rôle non négligeable : on montre par exemple qu'elles peuvent engendrer des gradients de température moyenne de plus de 10000 K/m (écarts de température moyenne d'environ 3,2 K sur 240 μm de longueur du milieu poreux lorsque la différence de pression entrée/sortie est de 1,6 bar, pour une pression moyenne de 1,1 bar). Globalement, on montre que la température de la matrice solide du milieu poreux est souvent supérieure à celle du fluide, ce qui rend difficile l'utilisation de l'hypothèse de l'équilibre thermique local lors de la construction d'un modèle moyen macroscopique. On montre également que la perméabilité apparente estimée sur chaque VER peut rester constante, augmenter ou diminuer de l'entrée à la sortie d'un milieu poreux donné, en fonction du degré d'inertie et de raréfaction du milieu. On construit des corrélations de la perméabilité apparente pour chacune des géométrie étudiées puis des corrélations globales pour l'ensemble des milieux poreux étudiés. Ces corrélations sont basées sur une modélisation de type Darcy-Klinkenberg-Forchheimer de la perméabilité apparente en fonction des nombres adimensionnels de Rek, Ma, Kn, porosité et Kd.
Book Synopsis Contribution a l'etude de la diffusion thermogravitationnelle en milieu poreux by : MANUEL.. MARCOUX
Download or read book Contribution a l'etude de la diffusion thermogravitationnelle en milieu poreux written by MANUEL.. MARCOUX and published by . This book was released on 1998 with total page 237 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS PROPOSONS UNE ETUDE NUMERIQUE ET ANALYTIQUE DES PHENOMENES DE TRANSPORT SE PRODUISANT DANS UN FLUIDE MULTICONSTITUANT SOUMIS A DES GRADIENTS THERMIQUES. NOUS NOUS INTERESSONS A UN MELANGE BINAIRE SATURANT UN MILIEU POREUX. L'ACTION CONJUGUEE DE LA THERMODIFFUSION OU EFFET SORET ET DE LA CONVECTION PERMET D'OBTENIR, DANS DES CONDITIONS OPTIMALES DE COUPLAGE, UNE FORTE SEPARATION DES CONSTITUANTS. IL S'AGIT ALORS DE DIFFUSION THERMOGRAVITATIONNELLE. NOUS PRESENTONS TOUT D'ABORD UN DESCRIPTIF DE CE PHENOMENE, UN BREF HISTORIQUE ET LES DIFFERENTES EXPERIMENTATIONS REALISEES A CE SUJET. NOUS EXPOSONS ENSUITE LA FORMULATION MATHEMATIQUE DU PROBLEME EN MILIEU LIBRE ET POREUX EN NOUS APPUYANT SUR LA THEORIE PHENOMENOLOGIQUE DE LA THERMODYNAMIQUE DES PROCESSUS IRREVERSIBLES. NOUS PROPOSONS UNE RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS REGISSANT LE PROBLEME PAR METHODES SPECTRALES. NOUS ETUDIONS L'INFLUENCE SYSTEMATIQUE DES PARAMETRES ADIMENSIONNELS DONT DEPEND LE PROBLEME, EN NOUS APPUYANT SUR LES RESULTATS DE LA SIMULATION NUMERIQUE ET SUR DES SOLUTIONS ANALYTIQUES ANTERIEURES, POUR UNE CAVITE VERTICALE DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEE. NOUS DEVELOPPONS UNE ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DE CE PROBLEME DANS UNE CAVITE ANNULAIRE, CORRESPONDANT A DE NOMBREUX DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX, ET NOUS ANALYSONS L'INFLUENCE DE LA COURBURE DE LA GEOMETRIE. CETTE ETUDE EST ETENDUE A UNE CONFIGURATION ANALOGUE AVEC DES FLUX DE CHALEUR ET DE MASSE IMPOSES AUX PAROIS VERTICALES, EN L'ABSENCE D'EFFET SORET. NOUS AVONS DEVELOPPE DANS CE CAS UNE SOLUTION ANALYTIQUE QUI PERMET DE DECRIRE AVEC PRECISION LES ECOULEMENTS DANS DES CELLULES ALLONGEES. NOUS NOUS SOMMES AUSSI INTERESSES A LA NAISSANCE DE LA THERMOGRAVITATION LORSQUE LE FACTEUR DE SEPARATION EST EGAL A 1. UNE ETUDE DE STABILITE LINEAIRE NOUS A PERMIS DE DETERMINER LES SEUILS D'APPARITION DE LA THERMOGRAVITATION. LA SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE DES REGIMES OSCILLATOIRES, NUISIBLES AU PROCESSUS DE SEPARATION.
Book Synopsis ETUDE NUMERIQUE D'UN ECOULEMENT DE CONVECTION MIXTE ENGENDRE PAR UN JET EN ESPACE CONFINE by : Christophe Brun
Download or read book ETUDE NUMERIQUE D'UN ECOULEMENT DE CONVECTION MIXTE ENGENDRE PAR UN JET EN ESPACE CONFINE written by Christophe Brun and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL A PORTE SUR L'ETUDE DES ECOULEMENTS DE CONVECTION MIXTE ENGENDRE PAR UN JET NON ISOTHERME EN ESPACE CONFINE. IL S'INSCRIT PARMI LES TRAVAUX CONCERNANT LA CONNAISSANCE DE LA CIRCULATION DE L'AIR ET DES TRANSFERTS DE CHALEUR DANS L'HABITAT, CONDITIONNE PAR UN SYSTEME DE CHAUFFAGE OU DE VENTILATION. UN OUTIL NUMERIQUE DE TYPE VOLUMES FINIS A ETE ADAPTE A CES CONFIGURATIONS D'ECOULEMENT DE CONVECTION MIXTE, EN REGIME LAMINAIRE, TURBULENT (K), 2D ET 3D. UNE ETUDE PARAMETRIQUE A MIS EN EVIDENCE DES RESULTATS TOUT A FAIT ORIGINAUX CONCERNANT UN CHANGEMENT BRUTAL DE LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT, CARACTERISE PAR UN NOMBRE DE RICHARDSON CRITIQUE. CETTE VALEUR CRITIQUE EVOLUE EN FONCTION DU NOMBRE DE REYNOLDS ET SELON LA VALEUR DES RAPPORTS DES GRANDEURS GEOMETRIQUES. UNE APPROCHE DES ECOULEMENTS REELS A MONTRE LES PERSPECTIVES D'EXPLOITATION DE CE CODE DE CALCUL, PARTICULIEREMENT INTERESSANTES DANS LE CAS D'ETUDES PARAMETRIQUES A CARACTERE SEMI-QUANTITATIF
