LOGIN TO YOUR ACCOUNT

Username
Password
Remember Me
Or use your Academic/Social account:

CREATE AN ACCOUNT

Or use your Academic/Social account:

Congratulations!

You have just completed your registration at OpenAire.

Before you can login to the site, you will need to activate your account. An e-mail will be sent to you with the proper instructions.

Important!

Please note that this site is currently undergoing Beta testing.
Any new content you create is not guaranteed to be present to the final version of the site upon release.

Thank you for your patience,
OpenAire Dev Team.

Close This Message

CREATE AN ACCOUNT

Name:
Username:
Password:
Verify Password:
E-mail:
Verify E-mail:
*All Fields Are Required.
Please Verify You Are Human:
fbtwitterlinkedinvimeoflicker grey 14rssslideshare1
Languages: French
Types: Article
Subjects: Convection naturelle, Instabilités thermoconvectives, Velocimétrie par images de particules, Simulation numérique, Analyse de stabilité linéaire, Bifurcation de Hopf, 532
Les écoulements de convection naturelle rencontrés dans la majorité des situations d’intérêt industriel se produisent généralement en régime fortement instationnaire ou faiblement turbulent. La maîtrise des transferts thermiques assurés par ces écoulements de convection en enceintes confinées nécessite de disposer de capacités prévisionnelles reposant sur des outils numériques adaptés. Les approches expérimentale et numérique s’avèrent alors complémentaires, en particulier quand il s’agit de quantifier la capacité des outils de simulation à prédire la nature et l’origine des instabilités pouvant se produire à nombres de Rayleigh suffisamment élevés. L’objectif de cette thèse est de caractériser par voies expérimentale et numérique les instabilités dites thermoconvectives se développant autour d’un barreau carré chauffé et positionné au centre d’une cavité parallélépipédique refroidie en parties haute et basse. L’analyse des résultats numériques révèle un régime d’écoulement intrinsèquement tridimensionnel, transitionnel au nombre de Rayleigh considéré et fortement non linéaire. Le mécanisme générateur des instabilités repose sur l’interaction entre le développement de cellules convectives longitudinales et une organisation cellulaire de type Rayleigh-Bénard d’axe perpendiculaire au barreau. Cette compétition crée temporairement des structures de type crochet issues de la rupture des cellules perpendiculaires par formation de cellules convectives longitudinales. Ces configurations instables résultent localement en un basculement des structures longitudinales dont l’observation dans un plan de coupe transverse coïncide parfaitement avec les mesures dynamiques expérimentales. Natural convection flows in most situations of industrial interest generally occur in highly unsteady and slightly turbulent regimes. Mastering heat transfers driven by natural convection in confined medium can only result from having appropriate predictive numerical tools. Experimental and numerical approaches are proved to be complementary especially when numerical capability is at stake to compute accurately the onset of instability which may arise at high enough Rayleigh numbers. This thesis work is devoted to experimental and numerical characterization of thermoconvective instabilities that develop around a heated square cylinder located at the center of square section enclosure with top and bottom walls cooled down. Numerical simulations show an intrinsic three-dimensional, transitional and non-linear regime at the considered Rayleigh number. The instabilities generator mechanism is based on the interaction between convective structures that develop in a parallel direction to the cylinder axis and Rayleigh-Bénard cellular patterns along the cylinder. The induced competition creates time-dependent hookshaped structures rising from transverse cells broken by the longitudinal ones. These unstable configurations result in local flappings of the longitudinal structures which observation in a cross section fits the dynamic experimental data. The study highlights the importance of the 3D nonlinear effects and boundary conditions on the timeaveraged 2D flow structure. This flow configuration can help improving turbulence modelling and models based on a two-dimensional approach which are low time consuming and remain a matter of interest for industrial applications.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

Share - Bookmark

Cite this article