Rayonnement
Ref: 3EN4220
Description
Introduction aux transferts radiatifs dans les milieux semi-transparent. Domaines d’application visés: sûreté nucléaire, industries gazière et des hautes températures (verre, acier, métallurgie, ...), propulsion aéronautique et aérospatiale, météorologie, climatologie, …
Période(s) du cours
SM11
Prérequis
aucun
Syllabus
- Rappels de rayonnement des corps opaques: luminance, rayonnement de corps noir, grandeurs thermoradiatives (émissivité, absorptivité, réflectivités). Transferts entre corps opaques à travers des milieux transparents (aspects géométrique et spectral). Exercices d’application.
- Absorption, émission, diffusion volumiques; auto-absorption; épaisseur optique; équation de transfert du rayonnement (différentes formulations); conditions aux limites; flux radiatif et puissance radiative; couplage avec le milieu matériel.
- Transfert radiatif sans diffusion en géométrie unidimensionnelle plane (solution analytique): milieu homogène isotherme, milieu hétérogène et anisotherme.
- Limite du milieu optiquement épais; conductivité radiative; limite du milieu optiquement mince; méthode d’évaluation de Hottel.
- Propriétés radiatives des gaz: phénomène de corrélation spectrale, modèle statistique à bandes étroites, autres modèles de propriétés radiatives des gaz. Propriétés radiatives des particules (théorie de Mie). Applications simples avec diffusion.
- Principe de réciprocité. Méthodes générales 3D de transfert (lancer de rayons, interpolation, Monte Carlo, ...).
Composition du cours
Le cours prendra la forme de cinq séances de 3h, alternant cours et exercices d’applications. Une seule salle sera nécessaire.
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
A la fin de cet enseignement, l’élève sera capable de :
- Identifier les situations où les transferts radiatifs jouent un rôle (calculs d’ordre de grandeur)
- Proposer des modèles simples de transfert radiatif