Modelling of heat transfer in open cell foam described as graphs associated to the solid and fluid phases using Port-Hamiltonian systems
Résumé
Les mousses à cellules ouvertes sont des matériaux prometteurs pour plusieurs applications en Génie des Procédés, telles que les réacteurs catalytiques. Ses propriétés, notamment une large porosité et surface spécifique, permettent d’améliorer les phénomènes de transport et réduire la perte de charge. Cependant, la structure réelle des mousses commerciales, souvent irrégulière, anisotrope et hétérogène, rend la modélisation des phénomènes de transport très compliquée et très couteuse en temps de calcul et n’est pas prise en compte dans les modèles effectifs.
Nous proposons ici une approche alternative de modélisation du transfert de chaleur dans les deux phases d’une mousse métallique à cellules ouvertes. Cette approche est basée sur une présentation graphique de la phase solide et fluide et peut être appliquée à différents milieux poreux. Ces graphes sont générés à partir d’une reconstruction 3D de tomographies aux rayons X et sont complétés par des informations topologiques et géométriques de la mousse en utilisant le logiciel iMorph© (Brun et al., 2008) (Figure 1). Ces informations sont ensuite utilisées pour construire une présentation discrète des variables physiques, appelée k-complexes (Poincaré, 1895 ; Tonti, 1976). Les lois de conservations discrètes sont, ensuite, évaluées sur ces k-complexes et écrites avec un formalisme de Systèmes Hamiltoniens à port (Macchelli et al., 2009).
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)