13H40 : n° 1424 Transferts thermiques convectifs pour les fluides compressibles

Jean-Paul Caltagirone
ENSCPB
Les transferts par conduction ou convection dans des fluides dilatables et compressibles nécessitent de coupler étroitement les équations de conservation de la masse, du mouvement et de l’énergie mais aussi l’équation d’état du fluide. Dans le cas d’écoulement de plusieurs fluides non miscibles les propriétés de dilatation et de compressibilité sont aussi attachées à une fonction de phase. Un modèle original est proposé pour tenir compte de la compressibilité et de la dilatation réelles des fluides. Les coefficients thermodynamiques sont directement introduits dans les équations de conservation et la viscosité de compression est redéfinie comme étant une constante de temps sur le coefficient de compressibilité. Ce modèle sans approximation permet de rendre compte d’écoulements à forts taux de compression mais aussi à très faible nombre de Mach sans tenir compte explicitement des équations d’état. Après quelques résultats sur des cas tests thermiques simples pour montrer la validité du modèle, des applications sur la convection naturelle en cavité et sur une injection de gaz froid dans de l’acier liquide seront abordés. Le cas classique de la cavité différentiellement chauffée fermée est repris en non Boussinesq pour des grands écarts de température ; le modèle compressible appliqué à ce test permet de s’affranchir de la conservation explicite de la masse et de fournir l’évolution de la pression totale au sein de la cavité. Le cas de l’injection diphasique gaz-acier liquide montre la capacité du modèle à rendre compte des phénomènes complexes mis en jeu: dilatation, détente, effets de tension de surface, transfert de chaleur entre phase.

14H20 : n° 126 Influence des vibrations harmoniques verticales sur la séparation des constituants d’un mélange binaire en configuration de Rayleigh-Bénard

Bilal Elhajjar Abdelkader Mojtabi Marie Catherine Charrier-Mojtabi
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
On étudie la séparation thermogravitationnelle des constituants d’un fluide binaire saturant une couche poreuse horizontale chauffée par le bas et soumise à des vibrations de hautes fréquences et de faibles amplitudes et de direction verticale. On montre qu'il est possible d'avoir un taux de séparation environ 10 fois supérieur à celui obtenu dans le cas classique d'une colonne de thermogravitation verticale. On peut ainsi obtenir la séparation pour une plus large variété de mélanges binaires.

14H40 : n° 587 Pressure effect in a differentially heated square cavity

Héctor Barrios Stéphane Viazzo Claude Rey
Laboratoire M2P2
Our purpose is to study the effects of the pressure work forces on natural convection in a square cavity, with numerical simulations using a 2D compressible model. The results obtained show the pressure effect in the energy balance for two cases, the first one under a microgravity field and the other one with very low differences of temperature. We show as well that advanced assumptions must be avoided without preliminary sensibility tests in the numerical simulations of natural convection flows.

15H00 : n° 681 Transferts thermiques sur parois rugueuses: modèles de surface effective pour des écoulements laminaires

Clément Introïni Michel Quintard Fabien Duval
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)
Nous proposons des lois de parois s'appliquant sur une surface effective lisse pour des écoulements laminaires anisothermes sur parois rugueuses. Ces lois sont développées dans le cadre d'une méthode décomposition de domaine à deux échelles et d'une approximation de l'opérateur Dirichlet-Neumann. Ces lois sont testées numériquement en comparant les résultats à des simulations tenant compte des rugosités et une discussion est proposée sur le positionnement de la surface effective.