Caractérisation expérimentale et numérique des transferts thermiques par impact de jets à faible nombre de Reynolds : application au refroidissement du carter de turbine basse pression d’un turboréacteur / Yassine AHMIMACHE  

Titre : Caractérisation expérimentale et numérique des transferts thermiques par impact de jets à faible nombre de Reynolds : application au refroidissement du carter de turbine basse pression d’un turboréacteur Type de document : thèse Auteurs : Yassine AHMIMACHE, Auteur ; Matthieu FÉNOT, Directeur de thèse ; Frédéric PLOURDE, Directeur de thèse ; Laurent DESCAMPS, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Daniel BOUGEARD, Rapporteur ; Laurent GICQUEL, Rapporteur ; Thierry LEMENAND, Examinateur ; Eva DORIGNAC, Examinateur Importance : 218 p. Note générale : NNT 2022ESMA0011 Résumé Mots clés Remerciements Nomenclature Table des matières Introduction Bibliographie Catégories : Ecoulement cisaillé Jets Méthode des frontières immergées Nombre de Nusselt Reynolds, Nombre de Simulation des grandes échelles Thermographie Transfert de chaleur Turbines:Refroidissement Vélocimétrie par images de particules Résumé : SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE Jet axisymétrique Rangée de jets sans écoulement cisaillant amont Rangée de jets avec écoulement cisaillant amont DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL Paramètres d'étude Montage expérimental et instrumentation Techniques de mesures expérimentales CARACTÉRISATION AÉRODYNAMIQUE ET THERMIQUE DES JETS Structure générale des jets Influence de l'écoulement cisaillant amont V R Influence de la distance d'impact H/d Influence du pas inter-trous p/d Influence du nombre de Reynolds Rej ÉTUDE DES TRANSFERTS THERMIQUES A ÉCHELLE 1 Détermination du plan d'expériences Description de l'étude échelle 1 Caractérisation des jets issus d'un tube LPTACC MÉTHODES DE MODÉLISATION NUMÉRIQUE DES JETS EN IMPACT Équation de Navier-Stokes et fondamentaux Stratégie de résolution Méthode des frontières immergées CARACTÉRISATION NUMÉRIQUE DES JETS Stratégie de modélisation Validation du modèle numérique Approfondissement de la caractérisation des jets CONCLUSION ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03813501

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Caractérisation numérique couplée fluide-aérothermique/structure dédiée à partir de techniques aux frontières immergées / Hong Quan LUU  

Titre : Caractérisation numérique couplée fluide-aérothermique/structure dédiée à partir de techniques aux frontières immergées Type de document : thèse Auteurs : Hong Quan LUU, Auteur ; Frédéric PLOURDE, Directeur de thèse ; Dominique COUTON, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Denis CLODIC, Rapporteur ; Patrick GLOUANNEC, Rapporteur ; Marc MEDALE, Examinateur Importance : 187 p. Note générale : NNT 2013ESMA0032 Table des matières Nomenclature Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Dynamique des fluides Interactions fluide-structure Méthode des frontières immergées Modèles mathématiques Transfert d'énergie Turbulence Vantaux Résumé : INTRODUCTION EQUATIONS GENERALES ET METHODES DE RESOLUTION Dynamique des fluides Mécanique et thermique dans la phase solide POTENTIALITES ET LIMITATIONS DES TECHNIQUES AUX FRONTIERES IMMERGEES ASSOCIEES AU TRANSFERT DE MASSE ET DE CHALEUR Introduction aux méthodes IBM : vers une approche multi-physique Couplage fluide-thermique Traitement des ouvrants/objets mobiles Application à une caractérisation d'un caisson frigorifique COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE AVEC UNE METHODE IBM Etat de l'art CFS et méthode IBM Traitement aux frontières immergées Calcul couple fluide/structure CONCLUSION ET PERSPECTIVES En ligne : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957783

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Contribution à la simulation numérique d'écoulements turbulents compressibles canoniques / Radouan BOUKHARFANE  

Titre : Contribution à la simulation numérique d'écoulements turbulents compressibles canoniques Type de document : thèse Auteurs : Radouan BOUKHARFANE, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Zakaria BOUALI, Directeur de thèse ; Serge SIMOËNS, Rapporteur ; Abdellah HADJADJ, Rapporteur ; Françoise BATAILLE, Examinateur ; Michel GONZALEZ, Examinateur ; Stéphane JAMME, Examinateur Importance : 259 p. Note générale : NNT 2018ESMA0003 Remerciements Table des matières Nomenclature annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Compressibilité Dynamique des fluides Ecoulement visqueux Méthode des frontières immergées Reynolds, Nombre de Runge-Kutta, Méthode de Simulation par ordinateur Statoréacteurs à combustion supersonique Résumé : INTRODUCTION Contexte industriel Contexte de recherche Objectifs de la thèse Organisation du manuscrit ÉQUATIONS DE CONSERVATION POUR LES ÉCOULEMENTS GAZEUX RÉACTIFS Hypothèses et cadre du travail Équations de conservation de l'aérothermochime Propriétés thermochimiques des mélanges Cinétique chimique et taux de réaction Propriétés du transport détaillé Lois simplifiées de transport PRÉSENTATION ET PRISE EN MAIN DE CREAMS Outils numériques Conditions aux limites non-réfléchissantes et absorbantes Cas test numériques ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES MÉTHODES DE FRONTIÈRES IMMERGÉES Position du problème Forçage continu Forçage discret Avantages et inconvénients de chaque classe d'IMB MÉTHODE DE FRONTIÈRES IMMERGÉES MISE AU POINT Mise en œuvre numérique de la méthode Validation de la méthode IBM développée INITIALISATION ET PARAMÈTRES DE LA SIMULATION DNS Turbulence homogène isotrope État de l'art des travaux antérieurs Génération des conduites initiales de turbulence Aspects numériques de la simulation directe RÉSULTATS DE LA SIMULATION NUMÉRIQUE DIRECTE POUR L'INTERACTION CHOC-TURBULENCE Vérification de la simulation numérique directe Énergie cinétique turbulente Évaluation de l'enstrophie Structure locale de la turbulence Évolution des échelles de longueur INTERACTION CHOC-SCALAIRE PASSIF Description des configurations étudiées Phénoménologie du mélange scalaire passif en présence de choc Gradient instantané du scalaire et dissipation scalaire Similitudes entre le vecteur de vorticité et le gradient scalaire Effets des statistiques de λ2 sur le champ scalaire Intermittence du champ scalaire IMPACT DE LA VISCOSITÉ VOLUMIQUE SUR UNE COUCHE DE MÉLANGE IMPACTÉE PAR CHOC Notion de viscosité volumique Propriétés générales des couches de mélange Caractéristiques du mélange étudié Couches de mélange impactées par un choc oblique : cas bidimensionnel Couches de mélange impactées par un choc oblique : cas tridimensionnel CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01878795

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Développement d’une méthode des frontières immergées pour l’analyse et le contrôle des écoulements compressibles / Hamza RIAHI  

Titre : Développement d’une méthode des frontières immergées pour l’analyse et le contrôle des écoulements compressibles Type de document : thèse Auteurs : Hamza RIAHI, Auteur ; Éric GONCALVES DA SILVA, Directeur de thèse ; Marcello MELDI, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Yannick HOARAU, Rapporteur ; Julien REVEILLON, Rapporteur ; Maria Vittoria SALVETTI, Examinateur ; Véronique FORTUNÉ, Examinateur Importance : 155 p. Note générale : NNT 2018ESMA0015 Remerciements Résumé Mots clés Abstract Keywords Table des matières Introduction générale Table des figures Liste des tableaux Annexe Résumé Mots clés Catégories : Compressibilité Dynamique des fluides Mach, Nombre de Méthode des frontières immergées Navier-Stokes, Equations de Pression:Mesure Reynolds, Nombre de Thermométrie Transfert de chaleur Résumé : ÉTAT DE L'ART Les équations de Navier-Stokes pour les écoulements compressibles Méthodes numériques pour les écoulements compressibles Solveurs compressibles d'OpenFOAM Approches numériques pour l'aérodynamique externe autour de la géométrie complexe/mobile Conclusion Bibliographie MÉTHODE DES FRONTIÈRES IMMERGÉES POUR LES ÉCOULEMENTS COMPRESSIBLES Formulation théorique Implémentation numérique Bibliographie VALIDATION NUMÉRIQUE DES SOLVEURS IBM Écoulement compressible autour d'un cylindre circulaire 2D Écoulement compressible autour d'un cylindre circulaire chauffé 2D Écoulement compressible autour d'un profil d'aile 2D Bibliographie APPLICATION : ÉTUDE D'ÉCOULEMENT COMPRESSIBLE AUTOUR D'UNE SPHÈRE Introduction Domaine de calcul Les régimes d'écoulement autour d'une sphère pour des Reynolds laminaires Émergence des régimes caractéristiques des écoulements laminaires compressibles : une étude paramétrique Investigation de l'écoulement subsonique instationnaire autour d'une sphère Écoulement autour d'une sphère en rotation Transfert de chaleur Bibliographie APPLICATION 2 : ÉCOULEMENT COMPRESSIBLE AUTOUR D'UN DRONE Introduction Domaine de calcul Investigation de l'écoulement subsonique instationnaire autour d'un drone CONCLUSION En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02010802

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Modélisation des phénomènes d'ablation de l'insert d'une tuyère de moteur-fusée à propergol solide. Approche expérimentale et numérique / Wilson KIYOSHI SHIMOTE  

Titre : Modélisation des phénomènes d'ablation de l'insert d'une tuyère de moteur-fusée à propergol solide. Approche expérimentale et numérique Type de document : thèse Auteurs : Wilson KIYOSHI SHIMOTE, Auteur ; Frédéric PLOURDE, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Wolfgang KOSCHEL, Rapporteur ; Françoise BATAILLE, Rapporteur ; Sivaramakrishnan BALACHANDAR, Examinateur ; Dominique COUTON, Examinateur ; Pierre MILLAN, Examinateur ; Alex TAYLOR, Examinateur Importance : 173 p. Note générale : NNT 2016ESMA0028 Remerciements Sommaire Nomenclature Bibliographie Annexe Résumé Mots clés Catégories : Ablation (aérothermodynamique) Combustion Composites Equation de la chaleur Matériaux:Propriétés thermiques Méthode des frontières immergées Moteurs-fusées Propergols solides Pyrolyse Tuyères Résumé : INTRODUCTION Tuyères Propergol solide : caractéristiques générales et procédés de fabrication et chargement Aspects physiques et chimiques des mécanismes d'ablation Plan d'étude proposé APPROCHES EXPERIMENTALES ET BANCS DE TEST Description du moteur test Moteur S43 Description du dispositif à plasma MODELISATION NUMERIQUE DE L'ABLATION Introduction Identification des mécanismes prépondérants Vers une formulation 2D axisymétrique Couplage entre les problèmes fluide-chaleur vers une formulation 2D axisymétrique Equation de Navier-Stokes axisymétrique Introduction technique IBM Différents traitements aux frontières Ablation et technique IBM RESULTATS ANALYTIQUES ET NUMERIQUES Caractérisation des processus d'ablation Résultats vers une formulation 2D axissymétrique Simulation numérique des mécanismes d'ablation RESULTATS DES ESSAIS EXPERIMENTAUX Agression thermique directe : torche à plasma Moteur test "cigarette" Moteur S43 : vers des conditions sévères de fonctionnement Les propriétés fluide/solide : vers une validation numérique CONCLUSION ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01504822

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Numerical Simulation of Turbulent Combustion in Situations Relevant to Scramjet Engine Propulsion / Fábio Henrique EUGÊNIO RIBEIRO  

Titre : Numerical Simulation of Turbulent Combustion in Situations Relevant to Scramjet Engine Propulsion Titre original : Simulation numérique de la combustion turbulent dans des situations génériques représentatives à la propulsion d’un super-statoréacteur (Scramjet) Type de document : thèse Auteurs : Fábio Henrique EUGÊNIO RIBEIRO, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Vincent ROBIN, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Fabien HALTER, Rapporteur ; Xue-Song BAI, Rapporteur ; Vladimir SABEL'NIKOV, Examinateur ; Valéria LEITE, Examinateur ; Véronique FORTUNÉ, Examinateur Note générale : NNT 2019ESMA0001 Acknowledgements Table of Contents List of Tables List of Figures Symbols and Abbreviations Résumé en français Appendices Bibliography Abstract Keywords Catégories : Chambres de combustion Compressibilité Hydrogène (combustible) Jets pariétaux Mélange Méthode des frontières immergées Simulation des grandes échelles Statoréacteurs à combustion supersonique Turbulence Résumé : INTRODUCTION SCRAMJET ENGINES Historical Overview Technical Overview NUMERICAL METHODS Governing Equations Filtered Navier-Stokes Equations CREAMS Solver IMMERSED BOUNDARY METHOD General Introduction Continuous Forcing Method (CFM) Discrete Forcing Method (DFM) Implementation Verification and Validation Test Cases UNSTEADY PARTIALLY STIRRED REACTOR Description of the Model Residence Time Influence Sesitivity Analysis of the Steady-State Solutions Preliminary Comparison Between the PSR and the U-PaSR Models NON-REACTIVE SIMULATIONS Numerical Setup Computational Resolution and Statistical Convergence COmputational Results REACTIVE SIMULATIONS Numerical Setup Temperature Influence on the Flame Structure Computational Results CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02082214

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