Etude théorique, expérimentale et numérique de l'écoulement de refroidissement et de ses effets sur l'aérodynamique automobile
L écoulement de refroidissement, qui pénètre par les entrées d air sous le capot des véhicules automobiles,est étudié à partir de trois approches complémentaires : les approches théorique, expérimentale et numérique. Ces trois approches s appuient sur une maquette simplifiée à culot droit basée sur...
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| Format: | Thèse numérique |
| Langue: | Français |
| Publié: |
2010.
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| Sujets: | |
| Accès en ligne: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2010ORLE2026_va.pdf http://www.theses.fr/2010ORLE2026/abes https://theses.hal.science/tel-00587497 |
| Note: |
Thèse soutenue en co-tutelle Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire), Institut Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes- Mécanique et Energétique (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Henri-Claude Boisson (Président du jury) ; Philippe Devinant, Henri-Claude Boisson, Larbi Labraga, Iraj Mortazavi, Vincent Herbert, Patrick Gillieron (Membre(s) du jury) ; Larbi Labraga, Iraj Mortazavi (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Theoretical, experimental and numerical study of the cooling airflow and its effects on the aerodynamics of road vehicles |
| Résumé: | L écoulement de refroidissement, qui pénètre par les entrées d air sous le capot des véhicules automobiles,est étudié à partir de trois approches complémentaires : les approches théorique, expérimentale et numérique. Ces trois approches s appuient sur une maquette simplifiée à culot droit basée sur le corps de Ahmed et équipée d un compartiment moteur. Les mesures expérimentales montrent que placer la sortie du compartiment moteur au culot de la maquette est plus favorable à une faible traînée de refroidissement qu une sortie placée au niveau du soubassement. La contribution de la traînée de refroidissement dans la traînée totale peut ainsi varier de 2% à 24%. Les simulations numériques donnent elles accès au débit de refroidissement. Pour les configurations étudiées, les sorties au culot sont là encore les plus favorables puisqu elles fournissent les débits les plus importants à travers le milieu poreux modélisant un échangeur aérothermique. Par ailleurs, la mise en place d étanchéités de part et d autre de l échangeur améliore significativement le débit de refroidissement où une augmentation d environ 45% est obtenue. La mise en place d un modèle analytique permet de relier la traînée et le débit de refroidissement à partir d une analogie entre les circuits électriques et les écoulements fluides. Il est alors possible de prévoir le sens d évolution du débit de refroidissement, donc de la performance des échangeurs aérothermiques, à partir d une modification géométrique interne au compartiment moteur. The cooling airflow, which flows through the underhood of motor vehicles from the inlet sections, is studied by means of three complementary approaches: the theoretical, experimental and numerical approaches. The three approaches use a simplified geometry with a blunt rear end, based on the Ahmed body, and equipped with an engine compartment. The experimental measurements show that locating the outlet section of the engine compartment at the base of the geometry favors low cooling drag values compared to an outlet section located in the underbody. The variation of the cooling drag contribution in the total drag is between2% and 24%, as a function of the location of the outlet. As for the numerical simulations, they provide the cooling flow rates. For the studied configurations, rear end outlets are again the most favorable since they provide the highest flow rates through the porous media that simulates a heat exchanger. Besides, the implementation of sealing above and below the porous media significantly increases the cooling flow rate by45%. An analytical model, based on the analogy between electrical circuits and fluid flows, connects the aerodynamic drag with the cooling flow rate. It is then possible to predict the evolution trend of the cooling flow rate, hence the heat exchangers efficiency, from a geometrical modification inside the engine compartment. |
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| Description: | Thèse soutenue en co-tutelle Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire), Institut Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes- Mécanique et Energétique (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Henri-Claude Boisson (Président du jury) ; Philippe Devinant, Henri-Claude Boisson, Larbi Labraga, Iraj Mortazavi, Vincent Herbert, Patrick Gillieron (Membre(s) du jury) ; Larbi Labraga, Iraj Mortazavi (Rapporteur(s)) |
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