Heat transfer modeling at an interface between a porous medium and a free region

par Aliénor D'Hueppe

Thèse de doctorat en Mécanique et energie

Sous la direction de Benoît Goyeau.

Soutenue le 17-11-2011

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Châtenay-Malabry, Hauts de Seine) , en partenariat avec Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne) (laboratoire) et de Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique- combustion (laboratoire) .

Le président du jury était Dominique Gobin.

Le jury était composé de Benoît Goyeau, Michel Quintard, Christian Moyne, Didier Jamet, Marion Chandesris.

Les rapporteurs étaient Michel Quintard, Christian Moyne.

  • Titre traduit

    Modélisation des transferts thermiques à un interface entre un milieu poreux et un milieu libre


  • Résumé

    Ce travail porte sur l’étude du transfert de chaleur entre un milieu poreux et un milieu libre en utilisant une approche multi-échelle. Dans un premier temps, nous dérivons les conditions limites à imposer à une interface libre-poreux dans le cas des transferts de chaleur à l’équilibre thermique local puis dans le cas du déséquilibre thermique local. Pour les transferts de chaleur turbulent, une simulation numérique directe est réalisée afin d’apporter une meilleur compréhension de la physique existant à l’interface libre poreux. Puis, nous déterminons un modèle turbulent avec des conditions de saut. Ces études répondent à des questions fondamentales liées à la compréhension physique des conditions de saut, des valeurs des paramètres des sauts et de la position de l’interface dans le cadre des transferts de chaleur.


  • Résumé

    This work deals with the study of heat transfer between a porous medium and a free medium, using multi scale approaches. First, we derive the boundary conditions that must be applied at a free-porous interface for laminar heat transfer at local thermal equilibrium and, then, at local thermal non-equilibrium. For turbulent heat transfer, a direct numerical simulation is performed supplying a better understanding of the physic at the free-porous interface. Then, we determine a turbulent model with associated jump conditions. These studies answer fundamental questions regarding the physical meaning of the jump conditions, the values of the jump parameters and the location of the interface for heat transfer.


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