Modélisation des transferts de chaleur au sein d’un film ruisselant

Le régime désordonné d’ondes en interaction à la surface d’un film ruisselant est bien connu pour intensifier les transferts de chaleur et de masse à la paroi ou à la surface libre du film liquide. L’objectif est d’utiliser ce régime ondulatoire pour optimiser de nouveaux concepts d’échangeurs de chaleur à plaques et films ruisselants. On s’intéresse dans cette étude au transfert de chaleur au sein du film sur une paroi chauffée modélisé par une condition mixte de température. Une des difficultés majeures de l’étude des transferts au sein des films ruisselants est le lent établissement du régime ondulatoire caractérisé par une suite de brisures de symétrie et une dynamique d’appariement particulièrement lente. L’échelle représentative des phénomènes au sein d’un échangeur est donc la taille d’une plaque, ce qui représente un défi numérique quasi insurmontable pour des simulations numériques directes. On propose donc dans ce travail une modélisation des transferts de chaleur et de l’hydrodynamique du film à l’aide de modèles réduits obtenus par la méthode des résidus pondérés. Le modèle obtenu permet de capturer de manière satisfaisante les flux de chaleur à la paroi et à la surface libre pour une gamme étendue de nombres de Péclet.

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