Modélisation de l'humidité dans un code CFD (basses vitesses en grande cavité) : comparaison avec l'expérimental
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
These last years knew an explosion without precedent of the interest brought to the studies devoted to thermal comfort and to quality of the interior air. This is translated in the thermo-aerodynamics of buildings by the need for a very fine representation (both experimentally and numerically) of the dynamic, thermic and hygrometrical fields established within the buildings. Consequently, our work proposes to contribute to the deepening of the hygrometrical behaviour of the air within an enclosure. This is carried out by a dual study (experimental and numerical). The first part of our work is devoted to the presentation of the experimental set-up on which we were based (experimental cell Minibat). Moreover, we focus on our contribution to the experimental device improvement regarding the addition of the components and metrology allowing to study in a suitable way the hygrometrical aspects inside the buildings. As regards the numerical part (developed in the second part of our study), our choice was the CFD approach since it is nowadays possible to carry out airflow numerical simulations within a cavity thanks to the growing development of the computers. As a result, a description of the fundamental elements of the numerical model (discretization of the computational domain, modelling of a turbulent flow, numerical resolution, etc. ) is given. Furthermore, we particularly focus in this part on the vapour integration within the numerical model. The final part of our work highlights the effective application of our numerical model to the study of a ventilated room (steady state conditions), based on measurements resulting from the experimentation campaign.
Abstract FR:
Ces dernières années ont connu une explosion sans précédent de l'intérêt apporté aux études consacrées au confort thermique et à la qualité de l'air intérieur. Ceci se traduit dans la thermo-aéraulique du bâtiment par la nécessité d'une représentation très fine (à la foi expérimentalement et numériquement) des champs dynamique, thermique et hygrométrique établis à l'intérieur des locaux. Par conséquent, notre travail se propose de contribuer à l'approfondissement du comportement hygrométrique de l'air au sein d'une enceinte. Ceci est réalisé par l'intermédiaire d'une étude duale (expérimentale et numérique). La première partie de notre travail est consacrée à la présentation du dispositif expérimental sur lequel nous nous sommes appuyés (cellule expérimentale Minibat). Pour ce qui est de la partie numérique (développé dans la deuxième partie de notre étude), notre choix s'est porté sur l'approche CFD (Computational Fluid Dynamics) puisqu'il est actuellement possible de procéder à des simulations numériques de l'écoulement d'air au sein d'une cavité grâce au développement croissant des ordinateurs. De plus, nous nous attachons particulièrement dans cette partie sur l'intégration de la prise en compte de la vapeur d'eau au sein du modèle numérique. La démarche concernant la prédiction numérique du phénomène de condensation sur une surface froide est également présentée. La partie finale de notre travail met en évidence l'application effective de notre modèle numérique à l'étude d'une pièce ventilée (régime permanent) en s'appuyant sur les mesures issues de la campagne d'expérimentation.