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Simulation of lobed jet flows for optimisation of Air Diffusion Terminal Units
No full textLa thèse traite de la simulation numérique de jets d’air lobés pour l’optimisation des Unités Terminales de Diffusion de l’Air pour le bâtiment. Il est présenté tout d’abord une analyse bibliographique exhaustive sur les jets d’air et sur les moyens passifs de leur contrôle. Vient ensuite un exposé des principes de la modélisation des écoulements turbulents. Sur la base des précédents éléments, nous abordons la phase de simulation et d’analyse de jets d’air lobés en trois parties. La première partie traite de la simulation d’un jet d’air libre à très faible nombre de Reynolds (Reynolds 800) en régime instationnaire. Dans cette étude, nous avons présenté plusieurs cas tests de simulation d’un jet d’orifice en forme de croix que nous avons confrontés à des résultats expérimentaux. Du point de vue quantitatif, la simulation du quart du jet a permis d’obtenir des caractéristiques globales assez satisfaisantes. Pour détecter d’une façon significative l’instationnarité du jet, il a été nécessaire de simuler la totalité du jet, mais ceci a été fait au détriment du nombre de mailles dans le domaine de calcul, ce qui conduit par conséquent à des résultats quantitativement inappropriés. La deuxième partie simule le même jet d’air mais en régime turbulent (Reynolds 3000). Sept modèles de turbulence ont été confrontés à des résultats expérimentaux. Nous montrons la pertinence du modèle RSM (Reynolds Stress Model) pour la prédiction de l’écoulement. La dernière partie est dédiée à la simulation de jets d’air turbulents en interaction. Cette partie se décline en trois études successives et complémentaires. La première a pour objet de rechercher le modèle de turbulence le plus pertinent capable de reproduire les phénomènes et les grandeurs utiles à l’application visée. La conclusion est qu’aucun des modèles de turbulence évalués n’est capable de prédire l’ensemble des caractéristiques dynamiques de l’écoulement de jets lobés en interaction. Cependant, parmi ces modèles, SST apparait nettement supérieur dans la prédiction de l’interaction des jets, de l’expansion dynamique globale et de l’entrainement de l’air ambiant lorsque l’écoulement est résolu à travers le diffuseur lobé. Sur la base des grandeurs dynamiques pertinentes identifiées et dont la prédiction par le modèle SST est jugée satisfaisante, nous entreprenons dans la suite une analyse de l’influence de la géométrie du lobe sur la capacité d’induction de l’écoulement. Un lobe de forme arrondie est alors trouvé plus avantageux qu’un lobe à angles droits. Enfin, la dernière étude s’intéresse à l’effet de la disposition et de l’espacement des orifices lobés sur les grandeurs globales de l’écoulement. Une solution géométrique permettant l’augmentation de la transparence de l’Unité Terminale de Diffusion de l’Air lobée est alors proposée. Elle devra être testée expérimentalement en conditions réelles, dans la cellule test échelle 1 thermiquement gardée nouvellement construite au LEPTIAB.The thesis deals with the numerical simulation of lobed air jets for the optimization of Air Diffusion Terminal Units for buildings. First is presented a comprehensive literature review of the air jets and of the passive means of flow control. The manuscript continues with the principles of modeling of turbulent flows. Based on the previous considerations, we discuss the simulation and analysis of the air lobed jets following three parts. The first part deals with the simulation of an air jet at very low Reynolds number (Reynolds 800) in the unsteady regime. In this study, we presented several test cases of simulation for a cross-shaped orifice jet that we have confronted with experimental results. From the quantitative point of view, the simulation of a quarter of the jet’s section has yielded reasonably good results for the global characteristics of the flow. In order to detect in a significant way the unsteadiness of the jet, it was necessary to simulate the entire jet, but this was done at the expense of the number of cells in the computational domain, which consequently leaded to inappropriate quantitative results. In the second part we simulated the same air flow but in the turbulent regime (Reynolds 3000). Seven turbulence models have been confronted with experimental results. We show the relevance of the RSM turbulence model (Reynolds Stress Model) for predicting the flow.The last part is dedicated to the simulation of turbulent air jet in interaction. This part is divided into three successive and complementary studies. The first one was dedicated to find which turbulence model can reproduce most relevant phenomena and variables to the concerned application. The conclusion is that none of the turbulence models was able to predict all the dynamic features of the lobed jet flows in interaction. However, of these models, SST appears to be significantly better for the prediction of the interaction of the jets, the global dynamical expansion and the entrainment of the ambient air when the flow is numerically resolved through the lobed diffuser. On the basis of relevant dynamic quantities well predicted by the SST turbulence model, we undertake in the following part an analysis of the influence of the geometry of the lobe on the ability of the flow to entrain. A rounded lobe is then found to be more advantageous than a lobe with right angles. The final study examines the effect of the arrangement and spacing of the lobed orifices on the global quantities of the flow. A geometric solution allowing to increase the transparency of the lobed Air Diffusion Terminal Unit is then proposed. This solution should be tested experimentally in real conditions, in the new full scale model room constructed at LEPTIAB
Mixing ventilation using air diffusion devices equipped with lobed inserts : airflow pattern and induced thermal comfort analysis
No full textCette thèse porte sur la ventilation par mélange à haute induction pour le bâtiment au moyen de diffuseurs d’air innovants munis de promoteurs de tourbillons. Il s’agit d’inserts lobés, introduits au sein de diffuseurs d’air commerciaux, sans en modifier le processus de fabrication. L’innovation est née de travaux antérieurs et a fait récemment l’objet d’un brevet européen. Sa mise en situation à l’échelle 1 en conditions typiques de chauffage et de climatisation, constitue l’objectif premier des présents travaux. Par une démarche expérimentale, l’impact des inserts lobés sur la topologie de l’écoulement moteur, sur le confort thermique induit en zone d’occupation d’une cellule climatique thermiquement gardée, et sur les pertes de charges et le bruit générés, sont évalués. Les écoulements moteurs sont analysés par PIV 2D2C grand champ, et le confort thermique est évalué en zone d’occupation à l'aide d’un ensemble de capteurs ponctuels de vitesse et de température et du modèle PMV/PPD de Fanger. Les résultats montrent que les inserts lobés introduits dans le diffuseur, favorisent le mélange du jet qui en est issu avec l’air ambiant à traiter. Le confort thermique en zone d’occupation est amélioré de façon significative, par rapport au cas de référence du même diffuseur sans inserts. L’impact des inserts sur l’acoustique et les pertes de charges n’est pas significatif, ce qui valide l’innovation pour son application immédiate dans le bâtiment. En dernière partie, nous avons comparé la performance des diffuseurs innovants munis d’inserts lobés au diffuseur vortex, présenté sur le marché de la diffusion de l’air comme étant doté d’une grande capacité de mélange, suite à la mise en rotation du jet à l’aide d’ailettes profilées. Les résultats ont montré que l’encastrement au plafond du diffuseur vortex préconisé par le fabricant, dont il résulte l’adhérence immédiate du jet par effet Coanda, inhibe le mouvement de rotation escomptée, et sa performance dans ces conditions est inférieure à celle du diffuseur à inserts lobés. Il résulte de ce constat, la nécessité d’une installation du diffuseur vortex sur conduite apparente pour que sa performance soit réelle ; cela est envisageable pour des locaux commerciaux ou industriels de grande hauteur sous plafond. Les diffuseurs lobés encastrés au plafond, dont on a ainsi démontré la performance, sont parfaitement adaptés aux espaces de bureaux ou d’habitations de faibles hauteurs sous-plafond, et répondent par conséquent au réel besoin de la haute induction dans ce type de locaux.This thesis deals with high-induction mixing ventilation for buildings using innovative air diffusers equipped with vortex promoters. These are lobed inserts, introduced into commercial air diffusers, without modifying the manufacturing process. The innovation was born from previous work and has recently been the subject of an European patent. The first objective of the present work is to conduct full scale experiments under typical heating and air conditioning conditions. By an experimental approach, the impact of the lobed inserts on the airflow and jet pattern, on the thermal comfort induced in the occupied zone of a thermally guarded climate chamber, and on the pressure drop and the noise generation. Airflow pattern is analyzed by large scale PIV 2D2C, and thermal comfort is evaluated in the occupied zone using a set of temperature and speed sensors and Fanger's PMV / PPD model. The results show that the lobed inserts introduced into the diffusers enhance the mixing between the jet and ambient air whose to be treated. The thermal comfort in the occupied zone is significantly improved, compared to the reference case of the same diffuser without inserts. The impact of the inserts on the acoustics and the pressure drop is not significant, which validates the innovation for its immediate application in buildings. Finally, we compared the performance of innovative diffusers with lobed inserts to the vortex diffuser, presented in the air diffusion market as a high mixing diffuser, because of the rotation generated by profiled fins. The results showed that when the diffuser is flush mounted to the ceiling, which is recommended by the manufacturer, the immediate attachment of the jet due to the Coanda effect inhibits the expected rotational movement. Its performance under these conditions is lower to that of the diffuser with lobed inserts. It follows from this finding that the installation of the vortex diffuser on a free pipe is necessary for its best performance ; this can be performed for high ceiling commercial buildings or industrial buildings. Ceiling flush mounted diffusers with lobed inserts, which we have demonstrated their performance, are perfectly suited for office spaces or homes with low ceiling heights, and therefore meet the real need for high induction in this type of buildings
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
Analysis of free or twin-jets for innovative air diffusion terminal units
No full textInternational audienc
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