CIET (Convection Instationnaire dans les Echangeurs Thermiques)

Enjeux

• Contexte général de l’amélioration de l’efficacité énergétique des composants et procédés industriels : contrôle et manipulation des structures tourbillonnaires, recherche de configurations innovantes de surfaces d’échange et d’écoulements en canaux.
• Les géométries particulières développées ont pour but d’engendrer la création de multiples structures tourbillonnaires interagissant entre-elles de manière à modifier fortement la structure spatio- temporelle de l’écoulement dans le but d’accroître les transferts.
• Amélioration des connaissances sur les mécanismes de transfert et base de données (grandeurs turbulentes) dans des géométries innovantes représentatives d’échangeurs de chaleur.

Compétences développées

• Technique expérimentale de PIV Stéréoscopique (2D3C)

Cette technique permet de mesurer des champs tridimensionnels de vitesse dans des plans (2 caméras à 16 M pix, fréquence de 2 Hz). La mesure précise des champs de vitesse permet d’obtenir des informations cruciales sur la dynamique de création des structures tourbillonnaires et la dissipation de l’énergie cinétique turbulente.

• Simulations numériques aux grandes échelles (LES)

Les simulations numériques aux grandes échelles permettent une caractérisation fine des écoulements instationnaires, voire turbulents, contrairement aux modélisations moyennées classiques (type RANS) qui ne parviennent pas à prédire de manière précise les évolutions des flux en fonction du nombre de Reynolds.

Impacts et persectives

• Définition et tests aérauliques de nouvelles configurations géométriques : générateurs de vorticité « multi-échelles », ailette OSF brevetée...
• Acquisition de champs thermiques instationnaires, caractérisation des transferts thermiques.
• Rédaction de deux publications scientifiques dans des journaux à facteurs d’impacts.
• 2 HDR soutenues.
• Thèse CIFRE en cours de montage pour faire suite aux développements actuels.
• Soumission d’un projet AVENE-PME maquette/preuve de concept.

Résultats

• Consolidation d’une stratégie de recherche : méthodologie et outils d’investigation par voies numérique et expérimentale.
• Validation expérimentale de résultats issus de simulations numériques pour des géométries innovantes.
• Données expérimentales utilisées dans deux thèses de doctorat en cours (partenariats LTN-UMR CNRS 6607 Nantes et LIU Beirut).
• Définition d’un nouveau concept d’échangeur (Soleau N° 493121).  Brevet en cours de définition avec un partenaire industriel.
• Deux HDR liées au programme de recherche en préparation.
• Une publication en revue (IJHFF) en cours de rédaction.