ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DE LA CONVECTION ENTRAINEE EN MILIEU POREUX
ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DE LA CONVECTION ENTRAINEE EN MILIEU POREUX

Author: FRANCOISE.. DUFOUR

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Published: 1998

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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

ETUDE NUMERIQUE DE LA CONVECTION NATURELLE PERMANENTE A TRAVERS UN MILIEU POREUX INSERE ENTRE DEUX PLAQUES VERTICALES TRAVERSEES PAR DES FLUX DE CHALEUR DE DENSITES CONSTANTES MAIS DIFFERENTES
ETUDE NUMERIQUE DE LA CONVECTION NATURELLE PERMANENTE A TRAVERS UN MILIEU POREUX INSERE ENTRE DEUX PLAQUES VERTICALES TRAVERSEES PAR DES FLUX DE CHALEUR DE DENSITES CONSTANTES MAIS DIFFERENTES

Author: AZZEDINE.. BAHET

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Published: 1997

Total Pages: 118

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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.

CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA CONVECTION THERMOSOLUTALE DANS LES MILIEUX POREUX ANISOTROPES ET MULTICOUCHES
CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA CONVECTION THERMOSOLUTALE DANS LES MILIEUX POREUX ANISOTROPES ET MULTICOUCHES

Author: ABDELWAHAB.. TOBBAL

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Published: 1999

Total Pages: 166

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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.

Transferts couplés de masse et de chaleur dans les milieux poreux
Transferts couplés de masse et de chaleur dans les milieux poreux

Author: Youcef Kelanemer

Publisher:

Published: 1994

Total Pages: 92

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Dans cette thèse, on présente une étude des transferts couplés de masse et de chaleur dans le sol en dimension deux d'espace. Le modèle qui gouverne ces transferts est constitué par un système de deux équations à deux inconnues, H la pression de l'eau liquide et T la température du milieu poreux. La première équation de ce système est elliptique-parabolique et la seconde est parabolique de type convection-diffusion. On présente un résultat d'existence de solution du système avant de passer à l'étude numérique. Dans la partie numérique, on présente deux algorithmes pour la résolution de l'équation pour le transfert de masse et on procède à une comparaison entre ces algorithmes à travers différents cas tests. On s'intéresse dans la dernière partie à la résolution numérique du système des deux équations couplées de transferts de masse et de chaleur. On présente deux algorithmes; l'un utilise une méthode des éléments finis standard déduit de l'algorithme de l'équation de masse, en rajoutant un couplage entre les deux équations pour la pression et pour la température, tandis que l'autre utilise la méthode des éléments finis mixtes pour le calcul du flux de l'eau qui apparaît comme le coefficient essentiel dans le terme de convection de l'équation pour la température, et la méthode des caractéristiques modifiées pour le calcul de la température. Dans le cas où d'une part la perméabilité présente des variations brutales et d'autre part le terme de convection domine sur le terme de diffusion dans l'équation pour la température, cette dernière méthode est particulièrement bien adaptée à notre problème.

Modélisation et simulation numérique de l'ébullition par convection forcée dans un milieu poreux
Modélisation et simulation numérique de l'ébullition par convection forcée dans un milieu poreux

Author: Riad Ghafir

Publisher:

Published: 2000

Total Pages: 251

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CETTE ETUDE PORTE SUR LA MODELISATION ET LA SIMULATION NUMERIQUE DE L'EBULLITION PAR CONVECTION FORCEE DANS UN MILIEU POREUX AVEC GENERATION INTERNE DE CHALEUR. ON PRESENTE D'ABORD UNE REVUE DETAILLEE DE LA LITTERATURE TRAITANT DE LA CONVECTION FORCEE ET DE L'EBULLITION EN MILIEUX POREUX. LE PROBLEME EST ABORDE AVEC DEUX APPROCHES. LA PREMIERE EST BASEE SUR UN MODELE HOMOGENE DANS LEQUEL LE FLUIDE DIPHASIQUE EST CONSIDERE COMME UN MELANGE HOMOGENE OU LE GLISSEMENT ENTRE PHASES LIQUIDE ET VAPEUR EST NEGLIGE ALORS QUE LES EFFETS INERTIELS ET LA VARIATION DE POROSITE SONT INCLUS DANS LA FORMULATION MATHEMATIQUE. LA DEUXIEME APPROCHE EST BASEE SUR UN MODELE INHOMOGENE QUI ASSIMILE LE FLUIDE A UN MELANGE BINAIRE AVEC GLISSEMENT ENTRE PHASES ET CAPILLARITE. UN MODELE HEURISTIQUE A UNE EQUATION DE L'ENERGIE A EGALEMENT ETE DEVELOPPE. LE DESEQUILIBRE THERMIQUE LOCAL ENTRE LE FLUIDE EN ECOULEMENT ET LA MATRICE SOLIDE EST PRIS EN COMPTE DANS TOUS LES CAS. LES SIMULATIONS NUMERIQUES ONT ETE EFFECTUES EN UTILISANT UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. ON ETUDIE L'INFLUENCE DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES SUR L'ECOULEMENT ET LE TRANSFERT DE CHALEUR. LE DOMAINE DE VALIDITE DE L'HYPOTHESE DE L'EQUILIBRE THERMIQUE LOCAL EST DISCUTE. IL EST MONTRE QUE CETTE HYPOTHESE PEUT ETRE CONSIDEREE COMME VALABLE DANS LE CAS DE FAIBLES DIAMETRES DE PARTICULES ET/OU DE VITESSES ELEVEES. LA VARIATION DE POROSITE A POUR PRINCIPALE CONSEQUENCE L'APPARITION D'UNE ZONE FROIDE A FORT DEBIT AU VOISINAGE DE LA PAROI. AINSI, LORSQU'IL Y A EBULLITION AU CENTRE DE LA CONDUITE, UN FILM LIQUIDE DEMEURE LE LONG DE LA PAROI. LES EFFETS CAPILLAIRES AUGMENTENT AVEC LA DIMINUTION DU DIAMETRE DES PARTICULES ET AVEC L'AUGMENTATION DE LA PUISSANCE DE CHAUFFE. LA COMPARAISON ENTRE LES MODELES HOMOGENE ET INHOMEGENE MONTRE QUE LES RESULTATS SONT ASSEZ PROCHES LORSQUE LA PUISSANCE VOLUMIQUE EST MODEREE

Instabiliées thermosolutales en milieu poreux dans des cavités rectangulaires
Instabiliées thermosolutales en milieu poreux dans des cavités rectangulaires

Author: MOHAMMAD.. KARIMI FARD

Publisher:

Published: 1998

Total Pages: 140

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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.

Simulation numérique de la convection naturelle induite par double diffusion et effet Soret dans une cavité cylindrique concentrique
Simulation numérique de la convection naturelle induite par double diffusion et effet Soret dans une cavité cylindrique concentrique

Author: Mohamed Amine Yahiaoui

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Published: 2008

Total Pages: 284

ISBN-13: 9780494461204

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Ces travaux de doctorat rapportent une étude des transferts de chaleur et de masse induits par convection naturelle et effet Soret en milieux poreux et fluide. La configuration géométrique est une cavité cylindrique concentrique soumise à des conditions aux frontières thermiques et solutales de type Neumann (flux constants de chaleur et de concentration) et Dirichlet (température et concentration constantes imposés), alors que les surfaces horizontales sont maintenues adiabatiques. En premier lieu, nous avons utilisé plusieurs méthodes numériques et analytiques pour l’étude des effets des paramètres de contrôle (nombre de Rayleigh, nombre de Lewis, nombre de Prandtl (pour le cas fluide), rapport des forces volumiques, rapport des rayons et rapport de forme de la cavité) sur la structure de l’écoulement et sur les transferts de chaleur et de matière au sein du système. Par la suite et pour le cas où les forces de volume sont de mêmes intensités mais de sens opposé, l’étude d’instabilité nous a permis de prédire le seuil critique de déclenchement de la convection en fonction des paramètres de contrôle.

Etude numérique et expérimentale de la convection naturelle laminaire et turbulente en cavité partiellement occupée d'un milieu poreux
Etude numérique et expérimentale de la convection naturelle laminaire et turbulente en cavité partiellement occupée d'un milieu poreux

Author: Patricia Le Breton

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Published: 1991

Total Pages: 162

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LE PROBLEME DE LA CONVECTION NATURELLE DE L'AIR DANS UNE CAVITE DONT LES PAROIS VERTICALES SONT DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEES ET LES PAROIS HORIZONTALES SONT ADIABATIQUES EST ETUDIE NUMERIQUEMENT PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. APRES UNE VALIDATION DU CODE DANS LE DOMAINE LAMINAIRE, LES RESULTATS EN REGIME TURBULENT, OBTENUS A PARTIR D'UN MODELE DE TYPE K-, SONT COMPARES AUX SOLUTIONS PUBLIEES ANTERIEUREMENT. DANS UNE SECONDE PARTIE, LA CONVECTION NATURELLE DANS UNE CAVITE DONT LES PAROIS VERTICALES SONT COUVERTES DE MINCES COUCHES POREUSES EST ETUDIEE NUMERIQUEMENT ET EXPERIMENTALEMENT. L'ETUDE NUMERIQUE EST MENEE EN REGIME LAMINAIRE ET EN REGIME TURBULENT

Etude de la convection mixte d'origine thermosolutale sous l'influence de l'effet Soret dans un milieu poreux
Etude de la convection mixte d'origine thermosolutale sous l'influence de l'effet Soret dans un milieu poreux

Author: Haïkel Ben Ahmed

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Published: 2008

Total Pages: 223

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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.