Auteur
HAMRAOUI, Rebiha
Directeur de thèse
M. E. MEZAACHE (Docteur)
Filière
Economie de l’Energie
Diplôme
Magister
Titre
ETUDE NUMERIQUE DE LA CONVECTION NATURELLE LAMINAIRE ET BIDIMENSIONNELLE D’AIR ET D’ EAU DANS UN CANAL RECTANGULAIRE INCLINE AVEC DES PAROIS A TEMPERATURES IMPOSEES
Mots clés
Formulation /mathématique Méthodes numériques
Résumé
Dans ce travail nous avons étudié la convection naturelle bidimensionnelle et laminaire, dans un canal incliné d’un angle φ=30° par rapport à l’horizontal et parallélépipédique allongé suivant le grand axe z horizontal, le canal est de coupe rectangulaire, Nous avons considéré l’air (Pr=0.71) et l’eau (Pr=7) comme des fluides de travail, Le canal a une hauteur Ht, une largeur Lg et un facteur de forme (δ=Ht/Lg) égal à 2 nous considérons deux parois en regard adiabatiques, alors que les deux autres parois sont différentiellement chauffées, nous considérons trois cas de conditions initiales du champ de température : la température froide ensuite une température chaude et à la fin une température moyenne définit par , pour voir les effets de ces variations sur les isothermes et les lignes de courants. Dans le premier chapitre nous avons adopté la forme conservative des équations du modèle mathématique, et une formulation vorticité fonction de courant. Dans le deuxième chapitre nous avons discrétisé le système d’équations selon la méthode implicite des directions alternées (ADI), et pour l’équation de la fonction de courant, la méthode de surrelaxation successive (SOR), nous avons validé un code de calcul proposé, en simulant le travail expérimental de Yin. Wung et Chen en régime stationnaire dans le cas d’une enceinte rectangulaire, avec deux parois en regard différentiellement chauffée, alors que les deux autres sont adiabatique, Et nous observons que les résultats expérimentaux correspondent avec nos résultats numériques. Dans le troisième chapitre nous avons démontré que la corrélation du Nusselt en fonction de Rayleigh est indépendante de la condition initiale du champ de température où nous avons obtenus la même corrélation pour les trois conditions initiales précédentes, et nous avons vu que la variation de ces conditions n’a pas d’effets sur les isothermes et sur les lignes de courants, et nous avons représenté ces résultats graphiquement. Le mode de conduction est prédominant dans le transfert de chaleur tant que le nombre de Rayleigh n’est pas élevé, mais avec l’augmentation du Rayleigh nous remarquons une naissance d’une couche limite qui devient de plus en plus mince, qui montre la présence de la convection naturelle, donc la convection naturelle est dominante près des parois chauffées alors que dans le milieu de la cavité le mode dominant est la conduction. Nous avons étudié la variation de la température adimensionnelle à différentes positions de y en fonction de x (0≤x≤1), dans les trois condition initiales précédentes, avec l’augmentation progressive de Rayleigh, pour les faibles nombres de Rayleigh (Ra≤〖10〗^3), la variation de la température est linéaire, mais quand le nombre de Rayleigh est élevé (Ra≥〖10〗^4), nous avons noté que : pour la condition froide La température varie linéairement près de la paroi froide ce qui indique que le mode de transfert de chaleur est convectif, Et dans le milieu de la cavité la variation est horizontale et lente ce qui signifie que le régime dominant est conductif. Pour la condition chaude la température varie linéairement prés de la paroi chaude ce qui indique que le mode de transfert de chaleur est convectif, alors que dans le centre de l’enceinte le mode de transferts est conductif. Et pour la troisième condition la température varie linéairement prés des deux parois chauffées ce qui indique que la convection naturelle est dominante dans cette zone. Et dans le milieu de la cavité la variation est horizontale et lente, donc le régime dominant est conductif. Il serait intéressant de simuler le comportement de notre système quand on augmente le nombre adimensionnel de Rayleigh davantage, pour voir les instabilités naissantes au sein : Les résultats numériques
Statut
Soutenue