New models of thermal resistance at the interface of solids connected by random disk contacts

Najib Laraqi; Abderahmane Bairi

doi:10.1016/S1631-0721(02)01427-4

New models of thermal resistance at the interface of solids connected by random disk contacts
[Nouveaux modèles de résistance thermique à l'interface de solides connectés par des contacts circulaires aléatoires]

Najib Laraqi ¹ ; Abderahmane Bairi ¹

¹ LEEE, EA 387, Université Paris X, IUT Ville d'Avray, Département GTE, 1, Chemin Desvallières, 92410 Ville d'Avray, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 1, pp. 39-43.

Résumé
Abstract

Des modèles analytiques sont proposés pour calculer la résistance thermique de contact entre solides en l'absence de transfert interstitiel. L'interface est modélisée par de mutiples contacts circulaires avec des rayons différents et des positions aléatoires. Des solides semi-infinis de forme carrée et cylindrique sont étudiés. Deux sortes de modèles sont développés. Le premier considère les solides latéralement isolés et utilise des transformées integrales finies. Les solutions analytiques correspondantes sont exactes mais nécessitent des temps de calcul longs pour traiter un nombre important de contacts. Le second considère les mêmes solides et utilise la méthode de superposition linéaire après avoir appliqué une tranformée intégrale infinie. Les solutions analytiques sont approchées mais précises, et nécessitent peu de temps de calcul.

Some new analytical models are proposed to calculate the thermal contact resistance between solids without heat transfer through the interstitial fluid. The interface is modeled by multiple disk contacts with different radii and random positions. Square and cylindrical semi-infinite solids are studied. Two sorts of models are developed. The first one considers the laterally insulated solids and uses finite integral transforms. The corresponding analytical solutions are exact but need a long computational time to treat an important number of contacts. The second one considers the same solids and uses the linear superposition method after applying an infinite integral transform. The analytical solutions are approximate but accurate and need little computational time.

Reçu le : 2001-10-09
Révisé le : 2001-12-03
Publié le : 2002-01-01

DOI : 10.1016/S1631-0721(02)01427-4

Keywords: heat transfer, thermal contact resistance, thermal constriction, random contacts, interface, heat conduction, heat sources, analytical calculation
Mots-clés : transferts thermiques

Affiliations des auteurs :

Najib Laraqi ¹ ; Abderahmane Bairi ¹

¹ LEEE, EA 387, Université Paris X, IUT Ville d'Avray, Département GTE, 1, Chemin Desvallières, 92410 Ville d'Avray, France

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TY  - JOUR
AU  - Najib Laraqi
AU  - Abderahmane Bairi
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JO  - Comptes Rendus. Mécanique
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Najib Laraqi; Abderahmane Bairi. New models of thermal resistance at the interface of solids connected by random disk contacts. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 1, pp. 39-43. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01427-4. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01427-4/

Bibliographie
Cité par

[1] Bardon J.P., Contribution à l'étude des résistances thermiques de contact, Thèse de doctorat es-sciences, Université de Poitiers, 1965

[2] J.P. Bardon Introduction à l'étude des résistances thermiques de contact, Revue Générale de Thermique France, Volume 125 (1972), pp. 429-447

[3] A. Degiovanni; C. Moyne Résistance thermique de contact en régime permanent. Influence de la géométrie du contact, Revue Générale de Thermique France, Volume 334 (1989), pp. 557-563

[4] K.K. Tio; S.S. Sadhal Thermal constriction resistance: effects of boundary conditions and contact geometries, Internat. J. Heat Mass Transfer, Volume 35 (1992) no. 6, pp. 1533-1544

[5] N. Laraqi; J.P. Bardon Influence de l'excentration des aspérités sur la résistance thermique de constriction statique ou glissante, C. R. Acad. Sci. Paris, Série IIb, Volume 326 (1998), pp. 547-552

[6] Laraqi N., Calcul analytique tridimensionnel de la résistance thermique de constriction statique à partir d'une distribution aléatoire des contacts et de leur dimension, Compte Rendu de la Journée du GETTI, Paris, 15 Janvier, 1998

[7] A.K. Das; S.S. Sadhal Thermal constriction resistance between two solids for random distribution of contacts, Heat Mass Transfer, Volume 35 (1999), pp. 101-111

[8] I.S. Gradshteyn; I.M. Ryzhik Table of Integrals Series and Products, Academic Press, New York, 1965 (pp. 715, 1048)

[9] O. Manka; V. Naso Solution to steady-state three-dimensional conduction for a rectangular surface heat source on a semi-infinite body, Internat. Comm. Heat Mass Transfer, Volume 21 (1994) no. 6, pp. 799-808

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