Transfert de chaleur par convection naturelle dans une cavité rectangulaire différentiellement chauffée et munis d'une ailette

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/52416
Title: Transfert de chaleur par convection naturelle dans une cavité rectangulaire différentiellement chauffée et munis d'une ailette
Author: AZZI, Abbés; SEDDIK, Bouchouicha; MALIKA, Nemdili; FADÉLA, Dellil; AHMED, Zineddine
Abstract: Dans cette étude il est question de tester numériquement l’effet de la présence d’une fine ailette sur la face chaude d’une cavité différentiellement chauffée. Le chalenge numérique consiste à bien modéliser et implémenter les forces de flottabilités à travers l’approximation de Boussinesq et de prendre en considération l’instationnarité du phénomène. L’objectif de l’étude sera de bien capter les structures de transition et de quantifier convenablement le gain en transfert de chaleur réalisé par la présence de cette ailette. Pour la validation des calculs, on se base sur une étude expérimentale faite sur une cavité de forme rectangulaire (L=1m et H=0.24m) dont les résultats sont disponibles dans la littérature publiée. La cavité renfermant de l’eau est maintenue adiabatique sur ces deux cotés horizontaux et différentiellement chauffée sur les côtés verticaux. Sur la face chauffée (à droite) est implémentée une ailette mince qui peut être soit adiabatique soit fortement conductrice. Le rôle de l’ailette est d’amorcer une instabilité dynamique et thermique en vue d’amplifier l’échange thermique sur cette face. Dans une telle configuration, la flottabilité est la seule force motrice responsable du mouvement à l’intérieur de la cavité. L’outil mathématique utilisé est un code maison utilisant la méthode des volumes finis en maillage non décalé pour résoudre les équations de Navier-Stokes. Le solveur utilise des schémas de convection de second ordre à limiteurs et l’avancement temporel se fait via un schéma purement implicite de second ordre. La correction de la pression est réalisée à l’aide du célèbre algorithme SIMPLEC alors que l’effet des forces de flottabilité est modélisé par l’approximation de Boussinesq. Bien que les premiers résultats soient encourageants il s’avère que les calculs en instationnaires sont assez longs à conduire. Les résultats de cas test limités et bien ciblés seront représentés sur la version complète de l’article. La figure 1 représente des vues du champ dynamique et thermique sur les premières 5 secondes du calcul.
Subject: transition; Cavité; instabilité; Convection naturelle; Energétique, transferts de masse et de chaleur, combustion (S13)
Publisher: AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie, France(FR)
Date: 2013-12-20

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