Modélisation des effets thermiques et aérauliques dans les stations de métro

Thermal and dynamic modelling of subway stations

• Auteur / Autrice : Frédéric Waymel
• Direction : François Monnoyer de Galland, Mame Jean Pierre William-Louis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique et mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métros

Écoulement instationnaire (dynamique des fluides)

Thermique

Aéraulique

Mots clés libres

Volumes finis

Résumé

Ce travail porte sur la modélisation physique et numérique des écoulements d'air et des échanges de chaleur dans les stations de métro. L'étude se base sur une description des écoulements par les équations d'Euler tridimensionnelles instationnaires auxquelles sont ajoutés des termes source. Ces équations sont discrétisées par une formulation de volumes finis et résolues par un algorithme de type SIMPLE couplé à un schéma de Van Leer. La description de la géométrie du domaine de calcul est assurée par un maillage cartésien. Afin de prendre en compte le déplacement des rames dans la station, une technique de maillage glissant est élaborée. Le modèle est validé sur des écoulements générés par convection mixte dans un canal de section rectangulaire contenant une plaque chauffante dans sa partie centrale. L'étude se termine par quelques applications du code de calcul dans une station de métro type du métro parisien.

This work aims at the physical and the numerical modelling of air motion and heat transport phenomena in subway stations. The study is based on an approach described by the unsteady three-dimensional Euler's equations completed by source terms. These equations are discretized with a finite volume method and solved by a SIMPLE algorithm coupled with a scheme as proposed by Van Leer. The spatial discretization is made by a cartesian grid. In order to take the relative motions of the coaches inside the station into account, a sliding grid method is implemented. To validate the model, calculations are compared to measurements of the flow generated by mixed convection in a rectangular open duct equipped with an heated plate in its central part. The study ends by some applications of the numerical code in the case of a typical Parisian subway station.