Étude des phénomènes de transfert dans un milieu poreux saturé par un polluant organique

Abstract

L'apparition de la convection thermosolutale non linéaire dans une couche poreuse horizontale saturée en fluide non Newtonien est étudiée. Le comportement d'amincissement par cisaillement du fluide est décrit par le modèle Carreau-Yasuda, qui inclut l'effet des paramètres rhéologiques du fluide. Des flux constants de chaleur et de masse sont imposés aux parois horizontales de l'enceinte tandis que les parois verticales sont supposées adiabatiques et imperméables. Un nouveau phénomène de bistabilité apparaît lorsque le système à deux solutions à l'état stationnaire se produisant dans la même condition. Les paramètres déterminants du problème à l'étude sont le nombre de Rayleigh, T R , le taux de flottabilité,  , le nombre de Lewis, Le , la porosité normalisée du milieu poreux,  , et les paramètres rhéologiques ( n, CY , a, s ). Une solution analytique approximative est dérivée sur la base de l'approximation des flux parallèles, et le modèle Carreau-Yasuda avec l'approximation de Boussinesq, les équations de transport d'énergie et de concentration sont résolues numériquement en utilisant la méthode des différences finies avec un schéma précis en temps. En considérant une perturbation infinitésimale, l'analyse de stabilité linéaire des états diffusif et convectif est menée sur la base de la méthode des éléments finis. La théorie de la stabilité linéaire est utilisée pour prédire le nombre de Rayleigh critique pour le début du mouvement à partir de l'état de repos ainsi que le début de la bifurcation de Hopf, transition de la convection stationnaire à la convection oscillatoire. L'effet de la variation des paramètres du modèle Carreau-Yasuda sur la région de bistabilité et le transfert subséquent de chaleur et de masse par convection se sont avérés significatifs. Globalement, les paramètres rhéologiques Carreau-Yasuda ont une forte influence sur les seuils de convection