L'AUTEUR ETUDIE LES TRANSFERTS DE CHALEUR ET D'IMPULSION INSTATIONNAIRES PAR CONVECTION NATURELLE A L'INTERIEUR D'UN ELLIPSOIDE DE REVOLUTION REMPLI D'AIR ET DONT LA PAROI EST SOIT PORTEE A UNE TEMPERATURE CONSTANTE, SOIT TRAVERSEE PAR UN FLUX DE CHALEUR DE DENSITE CONSTANTE ET UNIFORME AINSI QU'A L'INTERIEUR D'UN CYLINDRE HORIZONTAL DE SECTION DROITE ELLIPTIQUE DONT LA PAROI EST ISOTHERME. IL DONNE LES PROFILS DES ISOTHERMES ET DES LIGNES DE COURANT, AINSI QUE LES VARIATIONS DES COEFFICIENTS DE TRANSFERT DE CHALEUR LOCAUX ET MOYENS INSTANTANES POUR DIFFERENTES VALEURS DU NOMBRE DE GRASHOF ET DU FACTEUR DE FORME. L'EXISTENCE DE STRUCTURES MULTICELLULAIRES POUR CERTAINES VALEURS DU NOMBRE DE GRASHOF ET DU FACTEUR DE FORME EST MISE EN EVIDENCE

L'AUTEUR PROPOSE DEUX PROGRAMMES INFORMATIQUES QUI PERMETTENT DE DETERMINER: LE PREMIER, LA VITESSE A LA FRONTIERE EXTERIEURE DE LA COUCHE LIMITE ENTOURANT DES CORPS A SYMETRIE DE REVOLUTION A L'AIDE DE LA METHODE DES SINGULARITES; LE SECOND, LES DISTRIBUTIONS DES VITESSES ET DES TEMPERATURES AINSI QUE LES VALEURS LOCALES ET MOYENNES DES COEFFICIENTS DE FROTTEMENT ET DU NOMBRE DE NUSSELT DANS LA COUCHE LIMITE A L'AIDE DE DEVELOPPEMENTS DE GORTLER. LE PREMIER PROGRAMME EST VALIDE EN L'APPLIQUANT AU CAS PARTICULIER DE LA SPHERE, GEOMETRIE POUR LAQUELLE LA VITESSE EXTERIEURE EST DONNEE PAR UNE FORMULE ANALYTIQUE. IL EST ENSUITE APPLIQUE A PLUSIEURS PARABOLOIDES ET ELLIPSOIDES. LE SECOND PROGRAMME, APPLIQUE AU CAS DE LA SPHERE, A PERMIS DE RETROUVER DES RESULTATS DE LA LITTERATURE, CE QUI CONSTITUE EGALEMENT UNE VALIDATION. IL EST ENSUITE ENCORE APPLIQUE A DES PARABOLOIDES ET DES ELLIPSOIDES ET L'AUTEUR MET EN EVIDENCE LES ZONES DE PREPONDERANCE DES TROIS TYPES DE CONVECTION

On étudie expérimentalement le transfert de chaleur entre un cylindre horizontal et un fluide (avec l'air et avec l'eau). On montre comment une technique polarographique permet la mesure du frottement pariétal de vitesse dû à la convection naturelle qui se développe autour d'un cylindre chauffé. On étudie le mouvement d'un panache s'élevant au-dessus d'un cylindre horizontal chauffé par une mesure de la distribution de vitesse et de température dans la zone stable du panache et par mesure de son oscillation, et on étudie un arrangement vertical de cylindres horizontaux, ce qui permet de préciser l'influence du panache inferieur sur les cylindres supérieurs pour le transfert de chaleur entre chaque cylindre et le milieu ambiant.

LES ECOULEMENTS DUS A LA CONVECTION NATURELLE AUTOUR D'ELEMENTS CHAUFFANT HORIZONTAUX DE GRANDE LONGUEUR SONT ETUDIES NUMERIQUEMENT. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AU CAS D'UN OU DEUX ELEMENTS CHAUFFANT CYLINDRIQUES IMMERGES DANS UNE CAVITE HORIZONTALE A SECTION CARREE. LES EQUATIONS DE CONSERVATION SONT RESOLUES A L'AIDE DU CODE DE CALCUL ELEMENTS FINIS FIDAP. LA CONFIGURATION DE L'ECOULEMENT ET LE NOMBRE DE NUSSELT MOYEN OBTENUS SONT TRES PROCHES DE CEUX DONNES PAR LES DIFFERENTS AUTEURS EN MILIEU INFINI. L'AJOUT D'UN SECOND CYLINDRE, DE MEME DIAMETRE, A L'INTERIEUR DE LA CAVITE PERTURBE L'ECOULEMENT AINSI QUE LE TRANSFERT DE CHALEUR. DEUX CAS SONT DISTINGUES, LES CYLINDRES SONT SOIT VERTICALEMENT SOIT HORIZONTALEMENT ESPACES. LORSQUE LES CYLINDRES SONT VERTICALEMENT ESPACES, DES CORRELATIONS ONT ETE OBTENUES POUR LE NOMBRE DE NUSSELT MOYEN POUR CHAQUE CYLINDRE. IL EXISTE UN NOMBRE DE RAYLEIGH CRITIQUE AU-DELA DUQUEL L'ECOULEMENT SE DISSYMETRISE ET DEVIENT INSTATIONNAIRE. SI, LORSQUE LES CYLINDRES SONT VERTICALEMENT ESPACES, CHAQUE ELEMENT CHAUFFANT JOUE SUR L'ECOULEMENT UN ROLE BIEN DISTINCT, DANS LE CAS DE CYLINDRES HORIZONTALEMENT ESPACES, LEUR INTERACTION EST SYMETRIQUE. DANS UNE SECONDE PARTIE, L'ELEMENT CHAUFFANT EST MODELISE PAR UN TERME DE SOURCE DANS L'EQUATION DE L'ENERGIE. DANS UNE PREMIERE ETAPE, LA MODELISATION AVEC UN CYLINDRE A ETE ETUDIEE POUR CARACTERISER L'INFLUENCE DU DIAMETRE DU CYLINDRE SUR L'ECOULEMENT. A PARTIR D'UN CYLINDRE DE DIAMETRE EGAL A 1/70 FOIS LA LARGEUR DE LA CAVITE, LES DEUX MODELES DONNENT DES RESULTATS TRES PROCHES. CETTE NOUVELLE MODELISATION MOINS COUTEUSE EN TEMPS DE CALCUL, NOUS A PERMIS D'ETUDIER PLUS PRECISEMENT LES DIFFERENTS REGIMES INSTATIONNAIRES

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