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Développement d'un modèle de Boltzmann sur gaz réseau pour l'étude du changement de phase en présence de convection naturelle et de rayonnement
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Fuentes, Johann Miranda |
| Copyright Year | 2013 |
| Abstract | La reduction des emissions de gaz a effet de serre (GES) passe par la reduction des consommations d'energie. Le stockage de la chaleur dans les parois des bâtiments permet de reduire la consommation d'energie. Parmi les techniques de stockage, le stockage latent a la capacite de stocker une quantite d'energie par unite de volume plus importante qu'un systeme sensible. Le projet INERTRANS a propose le developpement d'une facade associant une isolation translucide et le stockage latent avec un materiau a changement de phase (MCP). La fusion du MCP s'accompagne de la convection naturelle et l'absorption ou transmission du rayonnement. Le couplage de l'ensemble de ces phenomenes n'a pas ete etudie dans la litterature. Dans cette these un modele numerique 2D pour l'etude du changement de phase a ete developpe. Ce modele utilise la methode de Boltzmann sur reseau (LB) a temps de relaxation multiple (MRT), pour la resolution du champ de vitesse et la methode des differences finies, pour la resolution du champ de temperatures. Le changement de phase a ete traite par la formulation enthalpique. L'originalite est l'application de ce modele au probleme de changement de phase avec convection naturelle, d'une part, et au changement de phase avec convection naturelle et rayonnement, d'autre part. Pour verifier notre modele sans rayonnement, un cas de reference de la litterature a ete simule. Il s'agit de la fusion des deux MCP, l'etain et l'octadecane, a faible et fort nombre de Prandtl, respectivement. La simulation de l'etain a confirme un ecoulement multicellulaire. La simulation de l'octadecane a montre une forte influence de la convection avec un front de fusion qui se deforme sur toute la cavite. Le nombre de Nusselt pour l'octadecane avec convection est plus de trois fois le Nusselt sans convection. La simulation de l'acide gras de la brique INERTRANS a montre que la convection ne doit pas etre negligee, car le flux predit avec convection peut etre jusqu'a trois fois plus grand que le flux predit sans convection. La fraction fondue est pres du double qu'en conduction seule. La methode LB appliquee aux transferts radiatifs a ete etudiee. Il se trouve, qu'a l'etat actuel cette methode n'est pas competitive par rapport a une methode classique des ordonnees discretes (MOD). Enfin, nous avons couple la MOD pour le calcul du flux radiatif avec la methode LB pour le calcul du champ de vitesses et des differences finies pour l'equation de l'energie. Le rayonnement grande longueur d'onde n'a pas d'influence notable sur les transferts thermiques. Le rayonnement courte longueur d'onde augmente les transferts thermiques, pourtant, cet effet n'est pas aussi important que l'augmentation due a la convection pour le materiau choisi. Puisqu'aucune solution de reference n'existe dans la bibliographie, nos resultats peuvent desormais servir d'elements de comparaison pour de futurs travaux. Une validation experimentale constituerait une perspective necessaire. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961213/document |
| Alternate Webpage(s) | http://theses.insa-lyon.fr/publication/2013ISAL0032/these.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
