| Titre : |
Convection thermosolutale avec effet soret en milieu confiné |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Eric Delouche, Auteur ; Gérard Labrosse, Directeur de thèse ; Université Paris-Sud (1970-2019), Organisme de soutenance |
| Editeur : |
Orsay : Limsi |
| Année de publication : |
1997 |
| Collection : |
Notes et documents LIMSI num. n°97-03,Décembre 1996 |
| Note générale : |
Thèse de doctorat : Physique : Paris 11 : 1996
PPN 279876033 |
| Langues : |
Français (fre) |
| Tags : |
Transfert de chaleur -- Thèses et écrits académiques Thermophorèse -- Thèses et écrits académiques Convection de Rayleigh-Bénard -- Thèses et écrits académique Navier-Stokes, Équations de -- Thèses et écrits académiques Heat--Transmission -- Thesis Rayleigh-Bénard convection -- Thesis Navier-Stokes equations -- Thesis |
| Index. décimale : |
536.2 Transmission (transfert thermique) |
| Résumé : |
La convection thermosolutale présente un intérêt phénoménologique de par les processus de diffusion massique et thermique, ainsi que par le couplage induit par l'effet soret. Les applications, qu'elles soient géophysiques ou liées à la croissance cristalline, sont multiples. Notre problème repose sur la compétition entre un gradient de température déstabilisant (Rayleigh Bénard) et un gradient de concentration stabilisant. Les paramètres de ce problème peuvent être réduits au nombre de Rayleigh et au paramètre de séparation, proportionnel à l'effet soret. Les caractéristiques du problème thermosolutal (transitions, ondes) sont bien connues en milieu infini ou de grande extension. Notre étude apporte une contribution sur l'effet du confinement (2d), cylindrique ou cartésien, sur la convection thermosolutale. Grâce à un code de calcul pseudo-spectral de collocation Chebyshev, et à une méthode spécifique de projection-diffusion pour découpler la vitesse et la pression, on résout les équations de Navier-Stokes,équation de la chaleur et équation de la concentration en approximation de Oberbeck-Boussinesq. C'est ainsi que dans la cavité cylindrique de rapport d'aspect r/h=2, on étudie les différents régimes et leur transition. D'une part, le régime stationnaire qui est fort similaire à un état de convection thermique ; d'autre part, l'écoulement oscillatoire complexe issu d'une bifurcation de Hopf. Une analyse des transitions permet de voir un changement de fréquence à la mise en place de l'état non-linéaire, ainsi qu'une transition oscillatoire-stationnaire convective abrupte. On analyse et on modélise les ondes progressives dominantes dans la cavité. On souligne aussi la présence d'une modulation basse fréquence de faible amplitude. Enfin, une étude en géométrie cartésienne (avec une paroi simulant un axe de symétrie) donne des résultats conformes à ceux observés en géométrie cylindrique. |
Convection thermosolutale avec effet soret en milieu confiné [texte imprimé] / Eric Delouche, Auteur ; Gérard Labrosse, Directeur de thèse ; Université Paris-Sud (1970-2019), Organisme de soutenance . - Orsay : Limsi, 1997. - ( Notes et documents LIMSI; n°97-03,Décembre 1996) . Thèse de doctorat : Physique : Paris 11 : 1996
PPN 279876033 Langues : Français ( fre)
| Tags : |
Transfert de chaleur -- Thèses et écrits académiques Thermophorèse -- Thèses et écrits académiques Convection de Rayleigh-Bénard -- Thèses et écrits académique Navier-Stokes, Équations de -- Thèses et écrits académiques Heat--Transmission -- Thesis Rayleigh-Bénard convection -- Thesis Navier-Stokes equations -- Thesis |
| Index. décimale : |
536.2 Transmission (transfert thermique) |
| Résumé : |
La convection thermosolutale présente un intérêt phénoménologique de par les processus de diffusion massique et thermique, ainsi que par le couplage induit par l'effet soret. Les applications, qu'elles soient géophysiques ou liées à la croissance cristalline, sont multiples. Notre problème repose sur la compétition entre un gradient de température déstabilisant (Rayleigh Bénard) et un gradient de concentration stabilisant. Les paramètres de ce problème peuvent être réduits au nombre de Rayleigh et au paramètre de séparation, proportionnel à l'effet soret. Les caractéristiques du problème thermosolutal (transitions, ondes) sont bien connues en milieu infini ou de grande extension. Notre étude apporte une contribution sur l'effet du confinement (2d), cylindrique ou cartésien, sur la convection thermosolutale. Grâce à un code de calcul pseudo-spectral de collocation Chebyshev, et à une méthode spécifique de projection-diffusion pour découpler la vitesse et la pression, on résout les équations de Navier-Stokes,équation de la chaleur et équation de la concentration en approximation de Oberbeck-Boussinesq. C'est ainsi que dans la cavité cylindrique de rapport d'aspect r/h=2, on étudie les différents régimes et leur transition. D'une part, le régime stationnaire qui est fort similaire à un état de convection thermique ; d'autre part, l'écoulement oscillatoire complexe issu d'une bifurcation de Hopf. Une analyse des transitions permet de voir un changement de fréquence à la mise en place de l'état non-linéaire, ainsi qu'une transition oscillatoire-stationnaire convective abrupte. On analyse et on modélise les ondes progressives dominantes dans la cavité. On souligne aussi la présence d'une modulation basse fréquence de faible amplitude. Enfin, une étude en géométrie cartésienne (avec une paroi simulant un axe de symétrie) donne des résultats conformes à ceux observés en géométrie cylindrique. |
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