Texte remanié de: Habilitationsschrift--Philosophie--Freiburg i. Br., 1967. / Notes bibliogr. Index.

Le présent mémoire porte sur l'étude d'un assemblage de cylindres tournants alignés perpendiculairement à un écoulement de fluide. L'objectif est de maximiser l'échange thermique entre les cylindres et le fluide pour un volume donné. À l'aide d'un modèle numérique, les équations de continuité, de Navier-Stokes et de conservation de l'énergie sont résolues puis, la densité de taux de transfert de chaleur est calculée (qui prend en compte l'encombrement de l'assemblage). Celle-ci constitue la quantité à maximiser. Pour cela, il est possible de varier l'espacement entre deux cylindres successifs. Les paramètres fixés dans cette étude sont la vitesse de rotation des cylindres et le gradient de pression dans l'écoulement du fluide (nombre de Bejan). On distingue deux configurations possibles : celle où les cylindres tournent tous dans un même sens, puis celle où le sens de rotation est alterné successivement entre chaque cylindre. Les simulations ont montré que le cas d'un assemblage de cylindres tournants avec sens de rotation alterné est la configuration optimale qui permet de maximiser la densité de taux de transfert thermique. Par la suite, l'efficacité d'un espacement non uniforme entre cylindres a été montrée. En effet, au lieu que les cylindres soient espacés d'une manière equidistante, on peut considérer une configuration telle qu'il y ait une succession de deux cylindres rapprochés puis de deux cylindres éloignés. L'introduction d'une telle excentricité s'est révélée bénéfique en terme de densité de taux de transfert de chaleur. Les résultats de cette étude pourraient être utilisés pour la conception d'échangeur de chaleur haute performance ou de système de dissipation de chaleur. En effet, l'espacement optimal entre les cylindres en rotation et la performance du système pourraient être estimés grâce aux résultats présentés ici. / In this work, we study the thermal behavior of an assembly of rotating cylinders aligned in a cross-flow. Our objective is to maximize the heat transfer density, i.e. the overall heat transfer rate per unit volume. A numerical model is used to solve the conservation equations and to calculate the heat transfer rate density which is to be maximized. In order to do that, many parameters can be varied, such as angular velocity of the cylinders, spacing between cylinders or flow pressure gradient. Two different configurations are used in this work: assembly of co-rotating cylinders and assembly of counter-rotating cylinders. Numerical calculations showed that the counter-rotating configuration is the more efficient in terms of thermal exchange. Also, the assumption of constant spacing between consecutive cylinders was released and it appears that asymmetrical positioning of the cylinders is beneficial in terms of the heat transfer rate density. Indeed, there is an eccentricity for which the thermal exchange efficiency is maximum. The present results could be used for the design of heat exchangers or heat dissipators with rotating cylinders.

Th.--Strasbourg. / Bibliogr. p. 457-471. Index.

Mémoire (M.Sc.A.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1984. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Mémoire (M.Sc.A.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1991. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Diss.--Philosophische Fakultät I/II--Ludwig-Maximilians-Universität zu München, 1989. / Bibliogr. p. 15-30. Index.

Dans le domaine de la modélisation des écoulements turbulents, les approche hybrides RANS/LES ont reçu récemment beaucoup d'attention car ils combinent le coût de calcul raisonnable du RANS et la précision de la LES.Parmi elles, le TPITM (Temporal Partially Integrated Transport Model) est une approche hybride RANS/LES temporelle qui surmonte les inconsistances du raccordement continu du RANS et de la LES grâce à un formalisme de filtrage temporel. Cependant, le modèle TPITM est relativement difficile à mettre en œuvre et, en particulier, nécessite l'utilisation d'une correction dynamique, contrairement à d'autres approches, notamment la DES (Detached Eddy Simulation).Cette thèse propose alors une approche hybride RANS/LES similaire à la DES, mais basée sur un filtrage temporel, déduite du modèle TPITM par équivalence, c'est-à-dire en imposant la même partition entre énergies résolue et modélisée. Ce modèle HTLES (Hybrid Temporal LES) combine les caractéristiques de la DES (facilité de mise en œuvre) et du TPITM (formalisme consistant, justification théorique des coefficients).Après calibration en turbulence homogène, l'approche est appliquée à des cas d'écoulements autour de cylindres carrés puis rectangulaires. La modélisation des tensions de sous-filtre est une adaptation au contexte hybride du modèle RANS k-wSST.

Dans le domaine de la modélisation des écoulements turbulents, les approche hybrides RANS/LES ont reçu récemment beaucoup d’attention car ils combinent le coût de calcul raisonnable du RANS et la précision de la LES.Parmi elles, le TPITM (Temporal Partially Integrated Transport Model) est une approche hybride RANS/LES temporelle qui surmonte les inconsistances du raccordement continu du RANS et de la LES grâce à un formalisme de filtrage temporel. Cependant, le modèle TPITM est relativement difficile à mettre en œuvre et, en particulier, nécessite l’utilisation d’une correction dynamique, contrairement à d’autres approches, notamment la DES (Detached Eddy Simulation).Cette thèse propose alors une approche hybride RANS/LES similaire à la DES, mais basée sur un filtrage temporel, déduite du modèle TPITM par équivalence, c’est-à-dire en imposant la même partition entre énergies résolue et modélisée. Ce modèle HTLES (Hybrid Temporal LES) combine les caractéristiques de la DES (facilité de mise en œuvre) et du TPITM (formalisme consistant, justification théorique des coefficients).Après calibration en turbulence homogène, l’approche est appliquée à des cas d’écoulements autour de cylindres carrés puis rectangulaires. La modélisation des tensions de sous-filtre est une adaptation au contexte hybride du modèle RANS k-wSST. / In the field of modelling of turbulent flows, hybrid RANS/LES approaches have recently received a considerable attention due to the combination of the computational cost of RANS and the accuracy of LES.Among them, TPITM (Temporal Partially Integrated Transport Model) is a hybrid RANS/Temporal LES approach that overcomes the inconsistency of the continuous bridging of RANS and LES by using a temporal filtering formalism. However, TPITIM is relatively difficult to implement and, in particular, requires a dynamic correction, contrary to other approaches, in particular DES (Detached Eddy Simulation).The present thesis then proposes a hybrid RANS/LES approach similar to DES, but based on temporal filtering, derived from TPITM using an equivalence criterion, i. e., imposing the same partition of among resolved and modeled energies. This HTLES approach (Hybrid Temporal LES) combines the characteristics of DES (ease of implementation) and of TPITM (consistent formalism, theoretical justification of the coefficients).

Le contexte du marché automobile actuel est conditionné par deux facteurs principaux : la prise de conscience del'impact sur l'écologie de ce mode de transport et une concurrence mondiale exacerbée. Ainsi, de nombreusesétudes soulignent l'intérêt de concevoir des moteurs dont le ratio puissance sur masse soit maximisé (Down Sizing).Ainsi les carters-cylindres traditionnellement réalisés en fonte pour des raisons de comportement tribologique sontreconçus pour être fabriqués à partir d'alliages d'aluminium. Ces derniers apportent un gain de masse au groupemotopropulseur mais présentent de piètres propriétés tribologiques. Pour pallier ce défaut, des chemises en fontesont généralement insérées dans les blocs lors de leur coulée. Toutefois cette solution n'est pas optimale et lesprocédés de projection thermique sont de plus en plus mis en oeuvre pour remplacer ces chemises par une mincecouche protectrice qui sera en contact avec les segments.Dans ce contexte ce travail se focalise sur l'application du procédé de projection thermique arc-fil rotatif pour ledépôt de revêtements en acier sur la paroi interne des fûts de carters-cylindres. L'objectif principal est de contribuerà cerner les mécanismes physiques reliant les paramètres de projection et les propriétés des revêtements. Desinvestigations ont été menées sur les différentes étapes de la vie des particules : les mécanismes d'atomisation ontété observés et quantifiés, les comportements à l'étalement des particules et les modes de refroidissement deslamelles ont été déterminés au moyen d'analyses des phases cristallines et les effets des paramètres opératoiressur la structure des dépôts ont été évalués. L'ensemble apporte ainsi de nouveaux éléments pour la maîtrise del'application de la projection thermique à l'arc-fil en milieu confiné et des pistes sont proposées pour optimiser lespropriétés des dépôts. / The current automotive market's context is conditioned by two main factors : the rising awareness of theenvironmental impact of this transportation mode and a strong competition between automakers at the world level.Thus, many studies already underlined the relevance of the « down sizing » of the engine blocks.Thus, cylinders-blocks, traditionally made from cast iron given its excellent tribological behavior and low cost, arenow designed with hypoeutectic aluminium-silicon cast alloys. However, the weight reduction brought by thesealloys is counteracted by their poor tribological properties. Therefore, Thermal spray processes are more and moresolicited to address this issue with the application of thin protective coatings on the working surfaces of thecylinders-blocks.In this frame, the present work was focused on the application of steel coatings on the bores' inner walls of cylinderblocks using the rotative twin-wire arc spray process. The main objective was to contribute to the understanding ofphysical mechanisms linking the spray parameters and the coating properties. Every stages of particles' life werethus investigated : the atomization mechanisms were observed and quantified, particles' spreading and coolingbehaviours were determined by mean of crystallographic examinations and process parameters' effects on coatingstructure were estimated. Globally, this document provides new elements contributing to the understanding and thecontrol of the process and solutions are proposed to raise the coatings properties.

Mémoire (M.Eng.)--Université du Québec à Chicoutimi, 2001. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU