Caractérisation des couplages aéro-thermo-mécaniques lors d’un vieillissement par thermo-oxydation de composites à matrice polymère soumis à un écoulement rapide et chauffé / Aurélien DORIAT  

Titre : Caractérisation des couplages aéro-thermo-mécaniques lors d’un vieillissement par thermo-oxydation de composites à matrice polymère soumis à un écoulement rapide et chauffé Type de document : thèse Auteurs : Aurélien DORIAT, Auteur ; Marco GIGLIOTTI, Directeur de thèse ; Marianne BERINGHIER, Directeur de thèse ; Gildas LALIZEL, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Frédéric JACQUEMIN, Rapporteur ; Angela VINCENTI, Rapporteur ; Xavier COLIN, Examinateur ; Matteo MINERVINO, Examinateur ; Béatrice PATTE-ROULAND, Examinateur Année de publication : 2024 Importance : 165 p. Note générale : NNT 2024ESMA0018 Remerciements Nomenclature Sommaire Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Air:Écoulement Colorimétrie Composites à fibres de carbone:Effets de la température Composites polymères:Propriétés mécaniques Durée de vie (ingénierie) Indentation des matériaux Interaction fluide-structure Polymères:Déterioration Simulation par ordinateur Résumé : INTRODUCTION Effet qualitatif de l'écoulement sur la thermo-oxydation des composites Présentation de la problématique et de la démarche de résolution ÉTAT DE L'ART Couplage fluide-matériau Étude bibliographique du vieillissement d'un polymère Étude de l'effet de l'oxydation sur le polymère Caractérisation expérimentale de l'oxydation Effet de l'environnement de vieillissement Modélisation de l'oxydation MATÉRIAU ET MOYENS EXPÉRIMENTAUX Choix du matériau Conditions de vieillissement en four et en soufflerie Techniques expérimentales de caractérisation de l'oxydation ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DES ÉCHANTILLONS VIEILLIS EN FOUR ET EN SOUFFLERIE Mesures sur des échantillons d'époxy vieillis en four Mesures sur des échantillons vieillis en soufflerie Extension aux composites de l'étude du vieillissement en soufflerie Discussion sur l'effet de l'écoulement sur la thermo-oxydation Analyse d'échantillons vieillis de manière hétérogène en soufflerie MODÉLISATION DE L'OXYDATION ET DU COUPLAGE CHIMICO-MÉCANIQUE Implémentation et optimisation numérique du modèle mécanistique dans le cas de l'oxydation limitée par la diffusion (Diffusion limited oxidation DLO) Couplage chimico-mécanique Identification de la condition aux limitesPrédiction des propriétés macaniques CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Conclusion générale Perspectives En ligne : https://theses.hal.science/tel-04833261

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Caractérisation expérimentale aérothermique d'un jet pulsé débouchant dans un écoulement transversal : Influence du nombre de Strouhal d'excitation sur le refroidissement de paroi par film / Qaiser SULTAN  

Titre : Caractérisation expérimentale aérothermique d'un jet pulsé débouchant dans un écoulement transversal : Influence du nombre de Strouhal d'excitation sur le refroidissement de paroi par film Type de document : thèse Auteurs : Qaiser SULTAN, Auteur ; Eva DORIGNAC, Directeur de thèse ; Gildas LALIZEL, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Béatrice PATTE-ROULAND, Rapporteur ; T. ARTS, Rapporteur ; Ahmed OULD EL MOCTAR, Examinateur ; Jacques BORÉE, Examinateur ; Denis LEMONNIER, Examinateur ; Pierre LAROCHE, Examinateur Année de publication : 2011 Importance : 283 p. Note générale : NNT 2011ESMA0012 Acknowledgement Synthèse Table of contents Appendices Mots clés Résumé Langues : Anglais (eng) Catégories : Chaleur:Convection Thermographie Turbulence Résumé : INTRODUCTION Scientific and industrial context Techniques formaterial protection Flow field unsteadiness of gas turbine engine Organization of the manuscript References BIBLIOGRAPHICAL REVIEW Definition of jet-in-crossflow Description of the aerodynamics of a jet-in-crossflow Description of aerodynamic and heat transfer of an inclined jet-in-crossflow applied to film cooling Application of periodic velocity boundary limit on flow structure and wall heat transfer Conclusion References EXPERIMENTAL SETUP AND MEASURING TECHNIQUES Frame work of experimental measurement Principle hardware components Velocity measurement systems Thermal measurements of film cooling configuration Data treatments References CHARACTERIZATION OF UPSTREAM FLOWS Velocity characterization of wind tunnel flow Description of turbulence scales and energy spectra Temperature description of wind tunnel flow Characterization of injectant flow Energy spectra Comparisons of baseline results Conclusion References STUDY OF THE FILM-COOLED BOUNDARY LAYER FLOW AERODYNAMICS Structure involved in the flow dynamics Velocity field Velocity probability density function (PDF) Turbulent description, tensor of Reynolds stresses Tensor of velocity gradient Vortex identification Mas, Momentum and energy conservation Conclusion References STUDY OF WALL HEAT TRANSFER IN FILM-COOLED BOUNDARY LAYER FLOW Steady blowing (no pulsation) Unsteady blowing (with pulsation) Centerline and lateraly-averaged effectiveness Centerline and lateraly-averaged heat transfer coefficient Net heat flux reduction (NHFR) Conclusion References STUDY OF THE FILM-COOLED BOUNDARY LAYER FLOW TEMPERATURE Validation of cold wire thermometry to measure fluctuating temperature distribution Temperature distribution in the central plane (z/d=0) Temperature distribution at off-centre plane (z/d=1.5) Skewness adn flatness factor Conclusion references CONCLUSION Conclusion Perspective En ligne : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00640968/fr/

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Contribution to Aerothermal Study of a Film Cooling Geometric Design using ZnO Phosphorescence Thermography and Numerical Simulations / Arunprasath SUBRAMANIAN  

Titre : Contribution to Aerothermal Study of a Film Cooling Geometric Design using ZnO Phosphorescence Thermography and Numerical Simulations Titre original : Caractérisation aérothermique expérimentale des configurations de refroidissement du film à l’aide de la thermométrie au phosphore ZnO Type de document : thèse Auteurs : Arunprasath SUBRAMANIAN, Auteur ; Eva DORIGNAC, Directeur de thèse ; Gildas LALIZEL, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Antonio ANDREINI, Rapporteur ; Béatrice PATTE-ROULAND, Rapporteur ; Benjamin REMY, Examinateur ; Laurent DAVID, Examinateur ; Patrick BERTERRETCHE ; Charlie KOUPPER Année de publication : 2022 Importance : 132 p. Note générale : NNT 2022ESMA0006 Acknowledgements Contents List of Figures Résumé étendu Abstract Keywords Catégories : Aérothermodynamique Ecoulement croisé Tourbillons (mécanique des fluides) Transfert de chaleur Turbines à gaz:Refroidissement Résumé : INTRODUCTION TO FILM COOLING Need for Film Cooling Basic Understanding of Film Cooling Objectives and Scheme of the Thesis LITERATURE REVIEW OF JET IN CROSS-FLOW SYSTEM Jet In Cross-Flow Factors Affecting Film Cooling Performance Anti-Vortex Film Cooling Configurations AUXILIARY HOLES POSITION OPTIMISATION: RANS STUDY Introduction Numerical Setup Results Heat Transfer Characteristics Analysis of Flow Aerodynamics Review NOVEL THERMOMETRY TECHNIQUE: PHOSPHOR THERMOMETRY Need for Phosphor Thermometry Phosphors - Working Principles ZnO Properties Experimental Setup Study of ZnO Phosphor Properties Spectral Properties of ZnO Development of Two-Color Spectral Intensity Ratio Method Application: Raleigh-Bénard Convection ANALYSIS OF FILM COOLING USING EXPERIMENTAL METHODS Concept of BATH Description of BATH Test Rig Calibration of BATH Test Rig Film Cooling: 2D Temperature Measurements LARGE EDDY SIMULATIONS AND DISCUSSION OF RESULTS Large Eddy Simulations Results Discussion of Flow Physics SUMMARY AND PERSPECTIVES General Synthesis Perspectives En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-04041441

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Étude expérimentale et numérique du mélange anisotherme de jets ronds turbulents à travers une grille fractale / Vincent BERROUET  

Titre : Étude expérimentale et numérique du mélange anisotherme de jets ronds turbulents à travers une grille fractale Type de document : thèse Auteurs : Vincent BERROUET, Auteur ; Eva DORIGNAC, Directeur de thèse ; Florian MOREAU, Directeur de thèse ; Gildas LALIZEL, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Béatrice PATTE-ROULAND, Rapporteur ; Henda DJERIDI, Rapporteur ; Ludovic CHATELLIER, Examinateur ; Martin OBLIGADO, Examinateur ; Stéphane ROUX, Examinateur ; Éric ROYER, Examinateur Année de publication : 2025 Importance : 221 p. Note générale : NNT 2025ESMA0013 Table des matières Nomenclature Résumé Mots clés Annexes Catégories : Équations de Prandtl Fluorescence induite par laser Fractales Jets Mélange Moyenne de Reynolds Température Théorie du transport Turbulence Vélocimétrie par images de particules Vitesse Résumé : INTRODUCTION GÉNÉRALE Contexte de l'étude Objectifs de la thèse Plan du manuscrit ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE Étude bibliographique de la turbulence La turbulence de grille classique La turbulence de grille fractale La turbulence dans le cadre de jet rond confiné Conclusions de l'étude bibliographique DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL DE LA BOUCLE BEAM Cahier des charges Contrôle/commande des débits volumiques d'eau Contrôle/commande des températures des écoulements Présentation du montage global Tests de validation de la boucle BEAM Conclusions sur le dispositif expérimental DISPOSITIF NUMÉRIQUE : DÉVELOPPEMENT DE SIMULATIONS NUMÉRIQUES SUR STAR CCM+ Choix des simulations Conception CAO de la grille Conditions aux limites Modèles de simulation utilisés Le maillage Conclusion sur le dispositif numérique MÉTROLOGIE DE MESURE DE VITESSE ET DE TEMPÉRATURE Métrologie de mesure de vitesse : la stéréo-PIV Métrologie de température : la LIF Conclusions sur les méthodes de mesure de vitesse et de température RÉSULTATS DYNAMIQUES EXPÉRIMENTAUX ET NUMÉRIQUES Présentation de la morphologie moyenne de l'écoulement Analyse des vitesses et des écarts-types expérimentaux de vitesse Comparaison expérimental/numérique des mesures de vitesse et d'écart-type Conclusions sur les résultats dynamiques RÉSULTATS THERMIQUES EXPÉRIMENTAUX ET NUMÉRIQUES Analyse du mélange hydrothermique turbulent Comparaison expérimental/numérique des données thermiques Analyse des moments d'ordre supérieurs Conclusions sur les résultats thermiques CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Résumé et conclusions Perspectives En ligne : https://theses.hal.science/tel-05458005

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Jet dans un écoulement transverse à faible nombre de Reynolds. Effet de la masse volumique sur la dynamique et le mélange / Raphaël FRATICELLI

Titre : Jet dans un écoulement transverse à faible nombre de Reynolds. Effet de la masse volumique sur la dynamique et le mélange Type de document : thèse Auteurs : Raphaël FRATICELLI ; Jacques BORÉE, Directeur de thèse ; Laurent DAVID, Directeur de thèse ; LEA ENSMA UMR CNRS 6609, Commanditaire ; Fabrice LEMOINE, Rapporteur ; Béatrice PATTE-ROULAND, Rapporteur ; Serge RUSSEIL, Examinateur ; Lionel THOMAS, Examinateur Importance : 240 p. Note générale : Remerciements Table des matières Nomenclature Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Ecoulement croisé Fluorescence induite par laser Jets Mélanges (chimie) Tomographie Tourbillons (mécanique des fluides) Vélocimétrie par images de particules Index. décimale : TH-08 Résumé : INTRODUCTION Le jet dans un écoulement transverse Les grandes strcutures dominant l'écoulement Le jet carré dans un écoulement transverse La concentration TECHNIQUES EXPERIMENTALES Montage expérimental Méthodes de mesures CINEMATIQUE DE L'ECOULEMENT ISO-P Vue d'ensemble de l'écoulement de référence Un écoulement, plusieurs domaines Description du champ moyen et des structures stationnaires Les structures instationnaires Conclusion sur le cas de référence Influence de la variation du taux d'injection Mélange de l'écolement iso-p ECOULEMENT A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE Taux d'injection de référence Variation du taux d'injection CONCLUSION

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Modelling of Turbulence-Combustion Interactions for the Simulation of Fires in Confined and Ventilated Enclosures / Uday CHIKKABIKKODU KRISHNA MURTHY  

Titre : Modelling of Turbulence-Combustion Interactions for the Simulation of Fires in Confined and Ventilated Enclosures Titre original : Modélisation des interactions combustion-turbulence pour la simulation des incendies en milieux confinés et ventilés Type de document : thèse Auteurs : Uday CHIKKABIKKODU KRISHNA MURTHY, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Franck RICHARD, Directeur de thèse ; Germain BOYER, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Arnaud TROUVÉ, Rapporteur ; Stéphane JAY, Rapporteur ; Béatrice PATTE-ROULAND, Examinateur ; Cédric GALIZZI, Examinateur Année de publication : 2024 Importance : 259 p. Note générale : NNT 2024ESMA0014 Dedication Acknowledgements Abstract & Keywords Table of Contents List of Figures List of Tables Nomenclature Appendices Bibliography Abstract Keywords Catégories : Combustibles Combustion Flamme Incendies Modélisation CFD Monoxyde de carbone Suie Transfert de chaleur Turbulence Résumé : INTRODUCTION AND GENERAL CONTEXT Fire Safety in Nuclear Installations Compartment Fires Reactive Flow Modelling Objectives of the Thesis Organization of the Manuscript GOVERNING EQUATIONS Thermo-Chemistry of Gas Mixtures Navier-Stokes Equation for Low Mach Number Flows Multi-Species Transport Coefficients Simplified Description of the Composition of Multi-Component Flow TURBULENCE MODELLING Statistical Description of Turbulence Averaged or Filtered Equations Reynolds Stress Closure Model - Boussinesq Hypothesis Closure Models for Unresolved Fluxes Statistics in LES TURBULENT NON-PREMIXED COMBUSTION Fast Chemistry Models Finite Rate Chemistry Flame Structures Comparison Consideration of Turbulence STEADY LAMINAR FLAMELET MODEL Introduction Flamelet Description in the Mixture Fraction Space Flamelet Description in Physical-Space Strain-Rate and Scalar Dissipation Rate Presumed Probability Density Functions Averages and Filtered Scalar Transport Equations Flamelet Generation and Analysis RANS Simulation of the Piloted Sandia Jet Flame D Conclusions MULTIPLE-INLET FLAMELET MODEL Introduction Description of Multiple-Inlet Flows Flamelet Modelling of Multiple-Inlet Flows APPLICATIONS OF THE MULTIPLE-INLET FLAMELET MODEL TO THE ADELAIDE JHC BURNER Experimental Configuration of the JHC Burner Flamelet Generation Analysis RANS Simulations of the Adelaide JHC Burner LES of the Adelaide JHC Burner APPLICATION OF THE FLAMELET MODELS TO FIRE SCENARIOS General Context Application of the Flamelet Model to the LES of a Pool Fire Application of the Multiple-Inlet Flamelet Model to the LES of a Compartment Fire Conclusions CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES En ligne : https://theses.fr/2024ESMA0014

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