Activités de recherches


Mes activités de recherches portent principalement sur l'étude des machines thermoacoustiques (moteur et/ou pompe à chaleur). L'objectif principal de mes travaux , essentiellement analytiques et expérimentaux, concerne le développement d'une modélisation adaptée de ces machines au delà de la théorie linéaire. Ces travaux concernent notamment l'étude de divers effets non linéaires mis en jeu dans ces machines: vent acoustique, pompage de chaleur thermoacoustique, propagation acoustique non linéaire en milieu fluide inhomogène, pertes de charges singulières. Il concernent également la mise en oeuvre de méthodes de caractérisation du noyau thermoacoustique, de procédé de contrôle et d'optimisation, ou de nouvelles architectures de machine.


Mots clés: acoustique physique, thermoacoustique, transferts thermiques, hydrodynamique, acoustique non linéaire, électroacoustique, systèmes dynamiques.


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Quelques « axes » de recherches


Publications

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C. Olivier, G. Penelet, G. Poignand, J. Gilbert, P. Lotton, « Weakly nonlinear propagation in thermoacoustic engines: a numerical study of higher harmonics generation up to the appearance of shock waves », Acta Acust. United Ac., sous presse, 2015

[16 (pdf)]

M. Guedra, F.C. Bannwart, G. Penelet, P. Lotton, « Parameters estimation for the characterization of thermoacoustic stacks and regenerators », Appl. Therm. Eng., 80:229-237, 2015

[15 (pdf)]

C. Olivier, G. Penelet, G. Poignand, P. Lotton, "Active control of thermoacoustic amplification in a thermo-acousto-electric engine", J. Appl. Phys., 115:174905, 2014

[14 (pdf)]

M. Guedra, G. Penelet, P. Lotton, « Experimental and theoretical study of the dynamics of self-sustained oscillations in a standing wave thermoacoustic engine », J. Appl. Phys., 115:024504, 2014

[13 (pdf)]

G. Poignand, A. Podkovskiy, G. Penelet, P. Lotton, M. Bruneau, « Analysis of a coaxial, compact thermoacoustic heat-pump », Acta Acust. United Ac., 99:898-904, 2013.

[12 (pdf)]

G. Penelet, T. Biwa, « synchronization of a thermoacoustic oscillator by an external sound source », American Journ. Phys., 81:290-297, 2013.

[11 (pdf)]

F.C. Bannwart, G. Penelet, P. Lotton, J.P. Dalmont, « Measurements of the impedance matrix of a thermoacoustic core: Applications to the design of thermoacoustic engines  », J. Acoust. Soc. Am., 133:2650-2660, 2013.

[10 (pdf)]

G. Penelet, M. Guedra, V. Gusev, T. Devaux, « Simplified account of Rayleigh streaming for the description of nonlinear processes leading to steady state sound in thermoacoustic engines. », Intern. Journ. Heat Mass Transfer, 55:6042-6053, 2012.

[9 (pdf)]

M. Guedra, G. Penelet, « On the use of a complex frequency for the description of thermoacoustic engines », Acta Acust. United Ac., 98(2):232-241, 2012.

[8 (pdf)]

G. Poignand, P. Lotton, G. Penelet, M. Bruneau, « Thermoacoustic, small- cavity excitation to achieve optimal performance », Acta Acust. United Ac., 97(6):926-932, 2011

[7 (pdf)]

M. Guedra, G. Penelet, P. Lotton, J.P. Dalmont, « Theoretical prediction of the onset of thermoacoustic instability from the experimental transfer matrix of a thermoacoustic core  », J. Acoust. Soc. Am., 130(1):145-152, 2011.

[6 (pdf)]

C. Desjouy, G. Penelet, P. Lotton, « Active control of thermoacoustic amplification in an annular engine », J. Appl. Phys., 108:114904, 2010.

[5 (pdf)]

C. Desjouy, G. Penelet, P. Lotton, J. Blondeau, « Measurement of acoustic streaming in a closed-loop traveling wave resonator using Laser Doppler Velocimetry  », J. Acoust. Soc. Am., 126(5):2176-2183, 2009.

[4 (pdf)]

G. Penelet, V. Gusev, P. Lotton, M. Bruneau, « Nontrivial influence of acoustic streaming on the efficiency of annular thermoacoustic prime movers », Physics Letters A, 351:268-273, 2006.

[3 (pdf)]

G. Penelet, V. Gusev, P. Lotton, M. Bruneau, “ Experimental and theoretical study of processes leading to steady-state sound in annular thermoacoustic prime movers ”, Physical Review E, vol. 72:016625, 2005.

[2 (pdf)]

G. Penelet, S. Job, V. Gusev, P. Lotton, M. Bruneau, “ Dependence of sound amplification on temperature distribution in annular thermoacoustic engines ”, Acta Acust. United Ac., vol. 88:986-997, 2005.

[1 (pdf)]

G.Penelet, E.Gaviot, V.Gusev, P.Lotton, M.Bruneau, “ Experimental investigation of transient nonlinear phenomena in an annular thermoacoustic prime-mover : observation of a double-threshold effect ”, Cryogenics, vol. 42:527-532, 2002.

Quelques actes de congrès/présentations/vidéos

(slides)

G. Penelet « Auto-oscillateurs thermoacoustiques: effets non linéaires et comportement dynamique », cours (1h45') à la troisième école d'été "Acoustique Non Linéaire et Milieux Complexes", Oléron, juin 2014.

(slides)

G. Poignand, C. Olivier, G. Penelet, P. Lotton, ``Active tuning of acoustic oscillations in a thermo-acoustic power generator'', 2nd International Workshop on Thermoacoustics, 23-25 mai 2014, Sendai, Japon.

(acte)

G. Penelet, M. Leclercq, T. Wassereau et P. Picart, ``Mesure de champs acoustiques par holographie optique numérique : applications a la thermoacoustique'', 12ième Congrès Français d'Acoustique, Poitiers, Avril 2014.

(acte)

C. Olivier, G. Penelet, J. Gilbert, G. Poignand, P. Lotton, ``propagation faiblement non linéaire dans les moteurs thermoacoustiques'', 12ième Congrès Français d'Acoustique, Poitiers, Avril 2014.

(vidéo)

G. Penelet, « Nonlinear processes saturating wave amplitude growth in thermoacoustic prime-movers: a review », conférence plénière invitée (1h30') au 2nd Int'l Summer school and Workshop on Non-Normal and Nonlinear effects in Aero- and Thermoacoustics, june 18-21, Munich, 2013.

(slides)

G. Penelet, T. Chareyre, J. Gilbert, « Weakly nonlinear oscillations in gas columns in the presence of temperature gradients », Acoustics 2012, Nantes 23-27 avril 2012.

(slides)

G. Penelet, T. Biwa, « Synchronisation of a standing wave thermoacoustic prime-mover by an external sound source », Acoustics 2012, Nantes 23-27 avril 2012.

(slides)

F.C. Bannwart, G. Penelet, P. Lotton, J.P. Dalmont, « Methods for Tranfer Matrix Evaluation applied to Thermoacoustics », Acoustics 2012, Nantes 23-27 avril 2012.

(slides)

M. Guedra, T. Devaux, G. Penelet, P. Lotton,« Amplification and saturation of the thermoacoustic instability in a standing-wave prime mover », Acoustics 2012, Nantes 23-27 avril 2012.

(acte)

G. Penelet, C. Desjouy, P. Lotton, V. Gusev, “On the use of acoustic streaming for heat transfer applications”, International Congress on Ultrasonics, Vienne, 9-12 Avril 2007.

(acte)

Q. Tu, G. Penelet, B. Gazengel, V. Gusev, « Etude et contrôle du vent acoustique dans les générateurs d'ondes thermoacoustiques annulaires », 8ième Congrès Français d'Acoustique, Tours, 24-27 avril 2006.


Manuscripts de thèse

[TH4]

F.C. Bannwart, « Methods for the transfer matrix evaluation of thermoacoustic cores with application to the design of thermoacoustic engines »

[TH3]

M. Guedra, « Etudes semi-analytiques des conditions de déclenchement et de saturation des auto-oscillations dans des moteurs thermoacoustiques de géométries diverses »

[TH2]

C. Desjouy, «  Etudes thermoacoustiques en résonateur annulaire: mesure des écoulements redressés par vélocimétrie Laser Doppler, contrôle actif de l'amplification thermoacoustique »

[TH1]

G. Pénelet, «  Etude expérimentale et théorique des processus non linéaires de saturation dans un générateur d’ondes thermoacoustique annulaire »


Quelques photographies


Mesure du vent acoustique par VLD (vue artistique)


Machine-thermo-acousto-électrique munie d'un système de contrôle actif


Banc expérimental d'étude de la synchronisation du moteur thermoacoustique par une source sonore externe



Moteur thermoacoustique annulaire.


Démonstrateur de mini-réfrigérateur thermoacoustique




Moteur « Quart d'onde »


Mesure de la matrice impédance d'un noyau thermoacoustique


2nd International Workshop on thermoacoustics, Sendai, Mai 2014.