Simulation Numérique en 3D de la convection naturelle Dans une cavité remplie par un fluide.

Abstract

e travail que nous présentons dans cette mémoire concerne l’étude de la convection naturelle en régime laminaire dans une cavité cubique confinée contenant un milieu fluide. La présence d’un gradient de température dans le milieu confiné fluide entraine l’apparition d’un écoulement de convection naturelle avec transport de chaleur. En effet, la différence de température cré des forces de volume thermique (différence de température) qui engendrent une distribution non uniforme de la densité du milieu. Ce phénomène génère sous l’effet de la gravité, des mouvements convectifs. L’étude concerne une configuration géométrique cubique soumise à une température constante T sur les parois verticale, tandis que les parois horizontales sont adiabatiques avec nombre de Rayleigh (103≤ RaT ≤106) dans le premier cas, Mais dans le (2éme cas) en considère une cavité contenant les mêmes caractéristiques physiques et géométriques que le 1er cas. Et à chaque fois, nous choisissons des parois chaudes et froides et adiabatiques parmi les six parois précédentes de cette cavité (avec RaT=105). Le problème est régi par un ensemble d’équations différentielles non linéaires et fortement couplées appelées équations gouvernantes, en l’occurrence l’équation de la conservation de la masse (équation de continuité), l’équation de mouvement et l’équation de l’énergie. Le système d’équations qui régit le phénomène de la convection naturelle est résolu numériquement grâce à un code commercial de calcul basé sur la méthode des volumes finis ANSYS CFX. Ce problème est gouverné par différents paramètres de contrôle, à savoir le nombre de Rayleigh thermique, , le rapport de forme de la cavité, Positionnement des différentes parois chaudes et froides. L’influence de ces paramètres de contrôle sur problème de l’intensité de l’écoulement et sur le transfert de chaleur seront abordés pour une large gamme des paramètres de base.