Une etude numerique de la convection naturelle laminaire de l'air dans une cheminee solaire a ete abordee. Le fluide vehicule est considere comme un fluide newtonien et incompressible, en utilisant l'approximation de Boussinesq et la formulation vorticite-fonction de courant en coordonnees hyperboliques. Nous avons pris comme conditions de chauffage des parois isothermes pour notre collecteur (Tc pour le sol et Tf pour le toit). La resolution de ces equations est basee sur un schema de discretisation aux volumes finis. Nous avons examine l'effet de la geometrie du systeme sur le phenomene de la convection naturelle dans la cheminee. Finalement, les resultats de la simulation ont ete donnes sous forme, de champs de temperature et de vitesse."
MODELE NUMERIQUE DE LA CHAUDIERE. ETUDE DE LA DISCRETISATION SPATIALE. MISE EN OEUVRE PRATIQUE. RESULTATS: VERIFICATION DE L'HYPOTHESE DE BOUSSINESQ; OBTENTION DE RESULTATS A NOMBRE DE GRASHOF ELEVE; EFFETS DE L'INCLINAISON DE LA CAVITE; PERTES THERMIQUES DE LA CAVITE.
LES AUTEURS ETUDIENT LA CONVECTION NATURELLE THERMIQUE LAMINAIRE PERMANENTE ET BIDIMENSIONNELLE ENTRE DEUX PLAQUES VERTICALES ENSERRANT UN MATERIAU POREUX ET TRAVERSEES PAR DES FLUX DE CHALEUR DE DENSITES CONSTANTES MAIS NON NECESSAIREMENT EGALES. ILS ADOPTENT L'EQUATION DE BRINKMAN COMPLETEE DU TERME D'INERTIE OU DE CELUI DE FORCHHEIMER, LES HYPOTHESES DE BOUSSINESQ ET LES SIMPLIFICATIONS DE LA COUCHE LIMITE. APRES ADIMENSIONNALISATION, LES EQUATIONS DE TRANSFERT SONT RESOLUES A L'AIDE D'UNE METHODE NUMERIQUE AUX DIFFERENCES FINIES. LES DISTRIBUTIONS DES VITESSES, DES TEMPERATURES ET DES PRESSIONS SONT DETERMINEES AINSI QUE DES QUANTITES ADIMENSIONNELLES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT. LES AUTEURS ETUDIENT NOTAMMENT LES INFLUENCES DES PARAMETRES DU SYSTEME, DE LA CONDITION D'ADHERENCE ET DES TERMES D'INERTIE ET DE FORCHHEIMER ; ILS DETERMINENT DES VALEURS APPROCHEES POUR LA VITESSE DE GLISSEMENT SUR LES PAROIS ; ILS MONTRENT QUE LE PRODUIT DES NOMBRES DE DARCY ET DE GRASHOF CONSTITUE UN PARAMETRE QUI PERMET DE PASSER CONTINUMENT DE L'EQUATION DE BRINKMAN A CELLE DE DARCY ET QU'AUX FAIBLES PERMEABILITES, CES DEUX EQUATIONS PERMETTENT DE PREDIRE DES RESULTATS IDENTIQUES. DANS CE DERNIER CAS, ILS COMPLETENT L'EQUATION DU MOUVEMENT DU TERME DE FORCHHEIMER ET MONTRENT QUE, LORSQU'UN CERTAIN NOMBRE ADIMENSIONNEL EST EGAL OU INFERIEUR A L'UNITE, LES RESULTATS DIFFERENT FONDAMENTALEMENT DE CEUX OBTENUS A L'AIDE DE LA LOI DE DARCY. ENFIN, ILS PROPOSENT DES CORRELATIONS PRATIQUES POUR DIFFERENTS DOMAINES DE VARIATIONS DES PARAMETRES DONNANT LA LONGUEUR D'ENTREE, LE DEBIT DU FLUIDE, LE NOMBRE DE NUSSELT MOYEN, LA TEMPERATURE MOYENNE DE SORTIE DU FLUIDE ET LES VITESSES PARIETALES DE GLISSEMENT.
ETUDE EXPERIMENTALE SUR UNE MAQUETTE AU 1/10E DU CHAUFFAGE D'UN LOCAL PAR CONVECTION NATURELLE D'AIR PRODUIT PAR UN COLLECTEUR INTEGRE. CONSTRUCTION D'UN MODELE NUMERIQUE DU CHAUFFAGE ET COMPARAISON DES DONNEES EXPERIMENTALES ET DES CALCULS
Le sujet de cette etude concerne l'etude numerique du phenomene de la convection naturelle dans un canal horizontal muni de blocs rectangulaires chauffants (isothermes ou degageant un flux de chaleur uniforme), periodiquement repartis sur sa paroi inferieure. L'investigation a essentiellement porte sur les effets des parametres de controle du probleme sur la multiplicite des solutions, les caracteristiques de l'ecoulement et les transferts de chaleur au sein du systeme. Une attention particuliere a ete accordee a l'influence du choix du domaine de calcul, a la taille des blocs et a leur espacement sur la multiplicite des solutions stationnaires et la determination des nombres de Rayleigh critiques a partir desquels ces solutions transitent vers le regime oscillant.
LES ECOULEMENTS CREES PAR UN ECART DE TEMPERATURE ENTRE LES CYLINDRES ET (OU) PAR LA ROTATION DU CYLINDRE INTERNE D'UNE CAVITE ANNULAIRE HORIZONTALE REMPLIE D'AIR (PR 0,7) ONT ETE ETUDIES NUMERIQUEMENT. LES EQUATIONS DE CONSERVATION ONT ETE RESOLUES PAR LA METHODE DES VOLUMES FINIS. EN CONVECTION NATURELLE, ON A D'ABORD SUPPOSE UNE STRUCTURE 2D LOIN DES COURONNES FERMANT L'ESPACE ANNULAIRE. SOUS CETTE HYPOTHESE, VERIFIEE EXPERIMENTALEMENT POUR DES CAVITES DE FAIBLE RAPPORT DES RAYONS (R
LES TRANSFERTS DE QUANTITE DE MOUVEMENT ET DE CHALEUR PAR CONVECTION MIXTE DUS A LA ROTATION ET AU CHAUFFAGE DIFFERENTIEL DANS DES ESPACES ANNULAIRES CYLINDRIQUES VERTICAUX SONT ETUDIES NUMERIQUEMENT. UN CODE DE CALCUL A ETE DEVELOPPE. IL UTILISE LA METHODE DES VOLUMES FINIS POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DE CONSERVATION EN FORMULATION VITESSE-PRESSION. UNE ETUDE PARAMETRIQUE A ETE MENEE AFIN DE QUANTIFIER LES EFFETS DES PARAMETRES ADIMENSIONNELS GOUVERNANT LE SYSTEME. L'ACCENT EST MIS SUR L'EFFET DE LA ROTATION A TRAVERS LE NOMBRE DE REYNOLDS ET SUR L'EFFET DE L'ECART DE TEMPERATURE A TRAVERS LE NOMBRE DE RAYLEIGH. ON MONTRE QUE LA ROTATION FAVORISE L'ECHANGE THERMIQUE, SAUF QUAND CELLE-CI EST FAIBLE ET EN PRESENCE DE FORCE DE GRAVITE. LA FORCE CENTRIFUGE ET LA FORCE D'ARCHIMEDE ONT, DANS CE CAS, DES EFFETS INVERSES. UNE PARTIE DE LA THESE CONCERNE L'ETUDE DE LA MISE EN TEMPERATURE D'UN FLUIDE NEWTONIEN CONFINE DANS UN RECIPIENT CYLINDRIQUE ET THERMIQUEMENT ISOLE. IL Y PLONGE UN ELEMENT CHAUFFANT CYLINDRIQUE. LA MISE EN ROTATION DE L'ELEMENT CHAUFFANT ACCELERE PLUS LE PROCESSUS DE CHAUFFAGE PAR RAPPORT AU CAS OU LE RECIPIENT TOURNE. EN PRESENCE DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES, LES GAINS EN TEMPS DE CHAUFFAGE DUS A LA ROTATION SONT FAIBLES SI BIEN QU'IL EST INUTILE DE FAIRE TOURNER L'UN DES ELEMENTS. LE CODE DE CALCUL A ETE ETENDU POUR LA PRISE EN COMPTE DE FLUIDES NON-NEWTONIENS VISQUEUX. POUR LE MODELE EN PUISSANCE, LA ROTATION EST PREDOMINANTE POUR UN FLUIDE DILATANT ALORS QUE C'EST L'EFFET DE LA CONVECTION NATURELLE QUI L'EMPORTE POUR LES FLUIDES PSEUDOPLASTIQUES. LE DEUXIEME MODELE ETUDIE EST LE MODELE DE CARREAU OU NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE DES ECOULEMENTS OSCILLATOIRES D'ORIGINE PUREMENT DYNAMIQUE POUR LES FAIBLES INDICES DE COMPORTEMENT. NOUS NOUS SOMMES ENSUITE INTERESSES A DES PROBLEMES DE BIFURCATION DANS L'ECOULEMENT DE TAYLOR-COUETTE ISOTHERME AVEC TRANSLATION UNIFORME D'UNE DES DEUX COURONNES. AU VOISINAGE DES POINTS DE BIFURCATION, ON MONTRE LA MULTIPLICITE DES SOLUTIONS SUIVANT LE CHEMIN TRANSITOIRE SUIVI
L' tude des coulements de convection naturelle dans les enceintes ferm es a un grand int r t dans des nombreuses application scientifiques et industriels, tant sur le plan num rique qu'exp rimental. Les tudes num riques ant rieures ont t conduites en utilisant une configuration bidimensionnelle cause du cout lev des simulations num riques tridimensionnelles. Les m thodes de calcul num rique ont t d velopp es ce qui permet d'affiner davantage les r sultats relatifs aux ph nom nes de la convection. Ce travail entre dans le cadre de la simulation num rique en configuration tridimensionnelle. Il tudie la convection naturelle dans une cavit chauff e. Ce travail contient une introduction et une conclusion g n rale. Le premier chapitre contient la synth se bibliographique des travaux ant rieurs. Le second chapitre pr sente la m thode num rique utilis e dans les simulations num riques. En plus, le troisi me chapitre est consacr l'effet du nombre de Rayleigh. Par la suite nous avons tudi l'effet de l'inclinaison de la cavit par rapport la pesanteur. L'effet de la nature du fluide et l'effet du rapport de forme transverse sont pr sent s au quatri me chapitre.
