Étude théorique de la modélisation du rayonnement d’un plasma thermique : application à l’arc libre
DOI :
https://doi.org/10.52497/jitipee.v9i1.383Résumé
Le rayonnement est un aspect important de la physique des plasmas thermiques, notamment dans sa modélisation. Dans ces travaux seront présentées les méthodes couramment utilisées pour la modélisation du rayonnement des plasmas thermiques. On rappelle et décrit assez précisément les étapes de calculs qui aboutissent aux équations utilisées pour simuler le transfert radiatif dans les logiciels de modélisation COMSOL Multiphysics et ANSYS Fluent. A titre d’exemples et donc sans détailler l’implémentation de ces méthodes dans les deux logiciels, nous présentons, en fin d’étude, des résultats sur un arc libre d’argon à 200A afin de comparer les différentes méthodes entre elles et ainsi montrer leur impact sur la physique de l’arc
Références
F. Baudoin, « Contribution à la modélisation d’un arc électrique dans les appareils de coupure basse tension », Thèse de doctorat de l’Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand II, 2004.
https://theses.hal.science/tel-00011591/file/2004_Baudoin.pdf
H. Riad, « Calcul du transfert radiatif dans des arcs et des plasmas thermiques : application à l’hydrogène et au méthane », Thèse de doctorat de l’Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1996.
https://theses.fr/1996TOU30178
Y. Cressault, “Propriétés des plasmas thermiques dans des mélanges argon-hydrogène-cuivre”, Thèse de doctorat de l’Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001.
https://theses.hal.science/tel-00278927
N. Kabbaj, Etude du transfert radiatif d’un plasma thermique d’air : influence des propriétés radiatives dans la modélisation d’un arc libre, Thèse de doctorat de l’Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2019.
https://theses.hal.science/tel-02936544v1
J.J. Lowke, (1974), “Predictions of arc temperature profiles usinf approximate emission coefficients for radiation losses”, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. Vol. 14, pp. 111-122. Pergamon Press.
https://doi.org/10.1016/0022-4073(74)90004-1
R.W. Liebermann, J.J. Lowke, (1976), “Radiation emission coefficients for sulfur hexafluoride arc plasmas”, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, Vol. 16, pp. 253-264. Pergamon Press
https://doi.org/10.1016/0022-4073(76)90067-4
J.-M. Bauchire, « Modélisation numérique d’une torche de projection à plasma : influence de la géométrie et de la turbulence sur les propriétés du plasma », Thèse de doctorat de l’Université Paul Sabatier – Toulouse III, 1997.
H.-Q Nguyen, « Modélisation et simulation du remplissage de moules verriers : Prise en compte du transfert radiatif », Thèse de doctorat de l’Institut National Polytechnique de Lorraine, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée Nancy-Université, CNRS UMR, 2009
https://theses.hal.science/tel-01748913
R. Siegel, J. Howell, “Thermal radiation heat transfer – 4th edition”, Taylor & Francis, 667-672, 2002
M.F. Modest, “Radiative heat transfer”, McGraw-Hill International Editions - Mechanical Engineering Series, pp.503-519, 1993.
K.A. Jensen et al., (2007) “On various modeling approaches to radiative heat transfer in pool fires”, Combustion and Flame, pp.263-279.
https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2006.09.008
M.F. Modest, Radiative heat transfer, McGraw-Hill International Editions - Mechanical Engineering Series, pp.541-546, 1993.
K.D. Lathrop, B. G. Carlson, “Discrete-ordinates angular quadrature of the neutron transport equation, Technical information series report”, Los Alamos Scientific Laboratory, 1965.
D. Joseph et al., (2005); “Comparison of three spatial differencing schemes in discrete ordinates method using three-dimensional unstructured meshes”, International Journal of Thermal Sciences, pp.851-864,.
https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2005.02.010
J. Ströhle, U. Schnell, K.R.G. Hein, (2001), “A mean flux discrete ordinates interpolation sheme for general co-ordinates”, Int. Conference on Heat Transfer, Antalya, vol. 3, 2001.
https://doi.org/10.1615/ICHMT.2001.RadiationSymp.80
S. Esmaeili, P. Kloc, J. D. Yan, (2022), “Spectral and Spatial Characteristic Behaviour of Three-dimensional Radiation Transfer in SF6 Switching Arcs”, J. Phys. D : Appl. Phys, Vol 55, p 185502.
https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac4f94
K.C. Hsu, K. Etemadi, E. Pfender, (1983), “Study of the Free-Burning High- Intensity Argon Arc”, Journal of Applied Physics, Volume 54, Issue 3, pp.1293-1301.
