Simulation de l’effet thermoacoustique dans un réfrigérateur à l’aide d’un modèle de fluide compressible

Alain Fontaine (1) , Marie Catherine Charrier Mojtabi (1) , Vincent Gibiat (1)

1 PHASE - Laboratoire Physique de l'Homme Appliquée à Son Environnement

Les disparités des échelles de temps et de longueurs, caractérisant la physique des transferts d’énergie entre l’onde acoustique et le stack, sont des contraintes majeures pour les coûts de la simulation numérique du fonctionnement d’un réfrigérateur thermoacoustique. Pour réduire ce coût, les simulations se font sur des domaines de calcul réduits et à hautes fréquences. Pour cela, on simule une tranche du résonateur le plus restreint possible, comprenant une partie du domaine fluide avant le stack, le stack et le fond. L’onde stationnaire résulte d’une onde progressive générée à l’aide d’une condition aux limites issue de la méthode des caractéristiques en entrée et de la réflexion de celle-ci sur le fond du résonateur. L’utilisation de hautes fréquences permet de réduire la durée du régime transitoire avant l’apparition d’un gradient de température constant entre les extrémités du stack. Dans ce travail, on se propose de réduire le domaine de calcul à un domaine fluide incluant le stack, d’une longueur totale d’environ trois fois la longueur du stack sans inclure le fond du résonateur. Pour modéliser l’onde stationnaire, on utilise en entrée et en sortie du domaine, deux conditions aux limites issues de la méthode des caractéristiques, générant chacune une onde progressive se propageant en sens inverse et dont la superposition donne une onde stationnaire.

Mots clés: réfrigerateur thermoacoustique; simulation numérique

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]; Acoustique [physics.class-ph]

Alain Fontaine, Marie Catherine Charrier Mojtabi, Vincent Gibiat. Simulation de l’effet thermoacoustique dans un réfrigérateur à l’aide d’un modèle de fluide compressible. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00549580⟩