Développement, étude critique et validation de modèles, de propriétés radiatives infrarouges de CO2 et H2O à haute température : applications au calcul des transferts dans des chambres aéronautiques et à la télédétection / Laurent Pierrot ; sous la direction de Jean Taine

Date :

Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 1997

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Rayonnement infrarouge

Eau

Dioxyde de carbone

Hautes pressions

Transfert radiatif

Doppler, Effet

Taine, Jean (1949-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

École centrale Paris (1829-2014) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Relation : Développement, étude critique et validation de modèles, de propriétés radiatives infrarouges de CO2 et H2O à haute température : applications au calcul des transferts dans des chambres aéronautiques et à la télédétection / Laurent Pierrot ; sous la direction de Jean Taine / Grenoble : Atelier national de reproduction des thèses , 1997

Résumé / Abstract : Ce mémoire est consacré à l'étude de modèles de propriétés radiatives de H2O et CO2 à haute température dans l'infrarouge. L'approche raie-par-raie, fonde��e sur les bases de données du laboratoire EM2C, sert de référence. Une étude bibliographique de différents modèles est menée dans le chapitre 1: modèles à bandes étroites (SNB, C-K, CKFG) et modèles globaux (WSGG, SLW, ADF, MADF), beaucoup plus légers en temps de calcul, mais qui ne peuvent s'appliquer qu'a des milieux dont les frontières sont grises. Pour des applications ou la pression est élevée (chambres de combustion de moteurs d'avion), nous montrons dans le chapitre 2 qu'un modèle simplifié (box model) permet des calculs de luminances précis à quelques pour cent. L'étude de modèles permettant la prise en compte les corrélations spectrales à haute résolution, indispensable à pression atmosphérique, est menée dans les chapitres 3 et 4. Dans le chapitre 3, nous développons le modèle global ADF-FG, fondé sur une décomposition du spectre de H2o ou CO2 en gaz fictifs (regroupant les raies dont l'énergie du niveau bas de la transition est similaire), et nous montrons son apport par rapport au modèle ADF. Dans le chapitre 4, nous comparons les performances des différents modèles dans une situation de transfert, dans le cas de mélanges H2O-N2 et CO2-N2. Dans la plupart des situations usuelles, les modèles à bandes étroites (SNB, C-K, CKFG) conduisent à de bonnes prédictions des grandeurs radiatives (flux, puissances). En revanche, le modèle WSGG peut conduire à des erreurs considérables, et la précision des modèles SLW et ADF, même si elle reste acceptable, dépend fortement de leur température de référence. Le modèle ADF-FG reste précis, y compris pour des applications de type télédétection. Par ailleurs, le traitement de parois fortement réfléchissantes est plus facile avec des modèles formulés en coefficient d'absorption (notamment C-K et ADF-Fg) qu'avec des modèles formulés en transmittivité moyenne (SNB, CKFD). Dans le dernier chapitre de ce mémoire, nous montrons que le décalage Doppler des raies d'un jet gazeux chaud à grande vitesse se traduit par une augmentation de la luminance du rayonnement transmis, mais que cet effet est négligeable pour les vitesses usuelles des jets de moteur d'avion