Article

1 - MÉTHODOLOGIE INVERSE ET CONTEXTE SPÉCIFIQUE DE LA CONVECTION THERMIQUE

  • 1.1 - Rappels des principes et méthodes pour résoudre un problème inverse
  • 1.2 - Spécificité du problème inverse en convection due à l'advection

2 - MÉTHODES INVERSES APPLIQUÉES AUX TRANSFERTS EN MILIEU INFINI

  • 2.1 - Advection-diffusion en milieu infini
  • 2.2 - Étude du cas sans terme de transport
  • 2.3 - Cas d'une diffusion isotrope avec terme de transport

3 - EXEMPLES DE PROBLÈME INVERSE DE CONVECTION THERMIQUE

  • 3.1 - Préliminaires
  • 3.2 - Thermique de l'écoulement dans un tube ou un canal plan
  • 3.3 - Dispersion thermique en milieu poreux
  • 3.4 - Problèmes inverses d'estimation de conditions aux limites
  • 3.5 - Profil thermique d'entrée

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BE8270 v1

Méthodes inverses appliquées à la convection forcée en thermique

Auteur(s) : Yvon JARNY, Denis MAILLET, Daniel PETIT

Relu et validé le 09 oct. 2019

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article traite de problèmes inverses en convection forcée. Il vient compléter d'autres articles relatifs aux problèmes inverses en conduction thermique, L'équation de l'énergie comporte ici un terme d'advection. Après un bref rappel des techniques d'inversion de mesures, un problème simple avec un écoulement uniforme est résolu, pour mettre en évidence l'influence du terme de transport par rapport aux solutions du cas purement diffusif. Quatre exemples concrets viennent ensuite illustrer la méthodologie inverse, du point de vue numérique et expérimental.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Inverse method applied to thermal forced convection

This article, further to previous ones relative to the inverse problems in thermal conduction, deals with inverse problems in forced convection. The energy equation then contains an advection term. After a brief review of the techniques of inversion of measures, a textbook case, highlighting the influence of this transport term compared with conduction, is first studied. Four concrete examples are then given to illustrate the methodology, from numerical and experimental standpoints.

Auteur(s)

  • Yvon JARNY : Professeur émérite à l'Université de Nantes - LTN- UMR CNRS 6607 Nantes

  • Denis MAILLET : Professeur à l'Université de Lorraine - LEMTA-UMR CNRS 7563 Nancy

  • Daniel PETIT : Professeur émérite à l'ENSMA - Institut P' – UPR CNRS 3346 – Poitiers

INTRODUCTION

Avec le développement simultané de la métrologie (capteurs, acquisition des données) et celui des moyens de calcul (vitesse de processeur, stockage, logiciels), l'ingénieur qui réalise des expérimentations est amené à une utilisation judicieuse de l'ensemble de ces informations. Les méthodes inverses prennent leur essor en s'appuyant sur ces développements : elles permettent de remonter à des causes, ou à des grandeurs d'influence inconnues, à partir de l'observation de leurs conséquences : la mesure. Ces méthodes associent donc une métrologie sur un système donné, un modèle représentatif du fonctionnement dudit système et des algorithmes numériques.

Dans de précédents dossiers sont déjà traités :

  • certains aspects techniques permettant d'inverser des mesures et d'estimer des paramètres [AF 4 515] et [AF 4 516] ;

  • la résolution de problèmes inverses en diffusion thermique [BE 8 265] [BE 8 266] [BE 8 267], où de nombreux concepts et outils ont été développés.

Ce dossier est relatif au traitement des méthodes inverses en convection thermique forcée. Ce mode de transfert thermique permet de transporter de la chaleur grâce à un fluide mis en mouvement par un champ de forces extérieures, différence de pression par exemple.

Un processus de convection thermique comprend à la fois la notion de transport de la chaleur par le fluide (advection) ainsi que la diffusion thermique au sein de ce fluide. Il y a donc une « compétition » entre ces deux phénomènes de transfert. Les conséquences qui en résultent pour le développement des méthodes inverses, notamment la question de la sensibilité des mesures aux grandeurs à déterminer, sont analysées et illustrées.

Ce dossier comporte trois parties :

  • rappel du principe des problèmes inverses et description de quelques outils de résolution. Spécificité de la convection thermique par rapport à la conduction et hypothèses de travail pour inverser par la suite ;

  • exemple académique détaillé pour traiter de la façon d'inverser des données en température, relevées au sein d'un écoulement à vitesse uniforme, le milieu étant soumis à un échelon de puissance thermique. Le traitement inverse permet de remonter idéalement à trois paramètres caractéristiques : la vitesse du fluide, la conductivité thermique du milieu, ainsi que sa capacité thermique volumique. Ce développement permet de mettre en place les différents outils et d'analyser les résultats de l'inversion, notamment en mettant en avant l'influence du terme de transport ;

  • pour illustrer des processus d'inversion dans des situations plus concrètes, présentation de quelques résultats développés au sein de laboratoires de thermique en France, reconnus pour leur expertise dans ce domaine.

Nous attirons l'attention du lecteur sur le fait qu'actuellement, seule la version pdf de cet article permet une notation pertinente, la version électronique ne permettant pas de mettre en évidence les différences de graisse.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

thermal conductivity   |   temperature

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8270


Cet article fait partie de l’offre

Physique énergétique

(73 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Physique énergétique

(73 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - OZISIK (M.N.) -   Heat conduction.  -  Wiley- Interscience, 2nd edition, Chichester, Royayme-ni, (1993)

  • (2) - GRADSHTEYN (I.S.), RYZHIK (I.M.) -   Tables of integrals.  -  Series and Products, Academic Press, London, p. 342 (1980).

  • (3) - METZGER (T.) -   Dispersion thermique en milieu poreux : caractérisation expérimentale par technique inverse.  -  Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Lorraine, Nancy, p. 60, 28 oct. 2002.

  • (4) - GIRAULT (M.), PETIT (D.) -   Resolution of linear inverse forced convection problems using model reduction by the Modal Identification Method : application to turbulent flow in parallel-plate duct.  -  Int. J. Heat and Mass Transfer, vol. 47, p. 3909-3925 (2004).

  • (5) - METZGER (T.), DIDIERJEAN (S.), MAILLET (D.) -   Optimal experimental estimation of thermal dispersion coefficients in porous media.  -  Int. J Heat and Mass Transfer, 47, p. 3341-3353 (2004).

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Physique énergétique

(73 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS