Calcul de propriétés thermoradiatives de milieux poreux. Julien Yves Rolland* , Aurélien Canizares, Benoit Rousseau CEMHTI UPR CNRS 3079 1D avenue de la Recherche Scientifique, 45071 Orléans cedex 02 * [email protected] - PowerPoint PPT Presentation
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CEMHTI - UPR3079 CNRS – OrléansP. 1
Calcul de propriétés thermoradiatives de milieux poreux
Spectre EDX (spectroscopie de dispersion électronique)
2000 4000 6000 8000 100000
50
100
150
200
250
300
350
400
2000 4000 6000 8000 100000
10
20
30
40
50
n,k
Nombre d'onde (cm-1)
n k
Al, T = 300 K
Aleksandar D. Rakić. Algorithm for the determination of intrinsic optical constants of metal films: application to aluminum, Appl. Opt. 34, 4755-4767 (1995)
Interface = réseau de triangles optiquement polis (Marching cube)
Réflexion spéculaire fonction de l’angle d’incidence
Test d’une réflexion lambertienne (pores < résolution tomographie)
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Simulation numérique dans un VER
Génération de N 105 -106 photons dans un faisceau collimaté à variable
Photon rétro-diffusé par la face illuminéeRéflexion directionnelle hémisphérique (R)
Photons absorbé après réflexion multiple au sein du volume global de simulation Emission (E)
Photons sortant par les autres faces Transmission directionnelle hémisphérique (T)
TTTRTE ,,,,1,,
Estimation de l’émissivité (Loi de Kirchhoff)
B. Rousseau, D. De Sousa Meneses, P. Echegut , M. Di Michiel , J.F. Thovert, Prediction of the thermal radiative properties of an x-ray µ-tomographied porous silica glass, Applied Optics 46 (2007) 4266-4276
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Plan de l’exposé
• Cadre des travaux
• Stratégie de caractérisation numérique
appliquée à d’une mousse d’aluminium
• Premiers résultats obtenus
• Synthèse, conclusion et perspective
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Raytracing - Face de rétrodiffusion
Réflexion spéculaire
Données de simu :Nb d’onde (cm-1) : 4840.0n : 2.47k : 21.0Nb de rayons : 106
Fluctuation des grandeurs spectroscopiques par rapport au ø du spot.
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Plan de l’exposé
• Cadre des travaux
• Stratégie de caractérisation numérique
appliquée à d’une mousse d’aluminium
• Premiers résultats obtenus
• Synthèse, conclusion et perspective
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Synthèse des résultats
• L’influence de la méso-porosité non acquise par tomographie a été mise en évidence.
• Les comportements de diffusion sont cohérents avec les résultats de la littérature (A.G. Fedorov, R. Viskanta, Radiation Characteristics of Glass Foams, J. Am. Ceram.
Soc).
• Des lois de diffusion en surface doivent être utilisées pour traduire la micro-porosité (thèse Mathilde Loretz CETHIL).
• Le diamètre du spot d’émission a une influence différente sur les grandeurs radiatives et les grandeurs spectroscopiques (Notion de VER différente ?)
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Conclusions
• Elaboration d’un outil de simulation numérique permettant l’évaluation de propriétés radiatives de milieux poreux à partir d’images 3D (tomographie, RMN,…) si l’approximation de l’optique géométrique est valide.
• Traitement d’échantillons numériques de volume semblable à ceux des échantillons caractérisés par spectroscopie d’émission infrarouge : possibilité de confronter les résultats.
• Outil numérique permettant ensuite d’envisager des modifications de textures et/ou de compositions à des fins d’aide à la conception de matériaux.
• Développement d’un plug-in « radiatif » dans un code préexistant (iMorph) permettant une analyse complémentaire à l’étude morphologique : dépôt d’une licence CECILL en cours.
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Perspectives
Evaluer l’erreur statistique de Monte-Carlo sur les mesures numériques.
Modifier le spot d’émission et les lois de tirage pour obtenir une densité de flux constante en émission.
Mettre en cohérence les définitions et les moyens de mesure de la transmitance expérimentale et numérique.
Evaluation de grandeurs radiatives et de grandeurs directionnelles (albedo, fonction de phase, émittance directionnelle).
Adapter l’architecture du code numérique pour le traitement de milieu transparent à haute température (Zr02-8%Y2O3, Al2O3, MgO,Si02)