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Sensibilité de la stratification thermique de l’air à des conditions aux limites radiatives et à des variations géométriques dans une cavité en convection naturelle à haut nombre de Rayleigh

Djanna F. , Joubert P. , Penot F., Rouger N. , Saury D.

Dans le cadre du programme de recherche COCORACOPHA (COnduction COnvection Rayonnement COndensation Pour l’HAbitat), soutenu par le PIE2 du CNRS, une expérience de convection naturelle a été mise en place pour aider à la connaissance des écoulements et à la maîtrise des transferts thermiques aux grandes valeurs du nombre de Rayleigh, de l’ordre de 1,2 × 1011. Ceci doit se faire pour des écarts de température de l’ordre de la dizaine de degrés pour rester dans le cadre de l’hypothèse du fluide de Boussinesq et des applications aux habitacles. Il en résulte la réalisation d’une cavité remplie d’air (H = 3,84 m ; L = 1m ; l = 0,86 m). Deux parois verticales en vis-à-vis différentiellement chauffées sont maintenues à température constante grâce à des bains thermostatés, régulés avec précision. Les quatre autres faces sont constituées d’isolant thermique, pouvant être recouvert intérieurement d’un mince film de faible émissivité. La stratification thermique, dans le coeur notamment, est comparée à celles déjà obtenues dans des cavités de plus petites tailles et dans des cavités carrées (de rapport de forme vertical égal à 1). L’influence de l’émissivité des parois est examinée et une comparaison est effectuée avec les calculs numériques DNS-3D publiés par [Trias et al., 2010].