Etude numérique de la convection naturelle dans une cavité trapézoïdale munie d'ailettes

Abstract

Cette étude vise à stocker l'énergie dans une cavité trapézoïdale munie d'ailettes. Elle est structurée en trois parties principales. La première partie consiste en une étude bibliographique et une modélisation mathématique. La deuxième partie comprend une étude numérique par simulation utilisant les logiciels Gambit et Fluent, où nous investiguons la convection naturelle dans une cavité trapézoïdale à l'aide de la méthode des volumes finis. Dans la troisième partie, "Résultats et discussion", nous nous concentrons sur l'étude d'une cavité chauffée sur sa paroi gauche inclinée, tandis que la paroi droite reste froide. Les parois supérieure et inférieure sont adiabatiques, et nous utilisons de l'eau comme fluide caloporteur. Nous étudions l'impact du changement d'inclinaison de la paroi gauche sur les performances de transfert de chaleur. Nous comparons le transfert de chaleur avec et sans ailettes. Nous validons également notre code de calcul en le comparant avec des résultats de référence dans la littérature. Mots clés : convection naturelle, cavité trapézoïdal, ailettes, stockage d'énergie Abstract The aims of this study is to store energy in a trapezoidal cavity equipped with fins. It is structured into three main parts. The first part consists of a literature review and mathematical modeling. The second part includes a numerical study through simulation using the software Gambit and Fluent, where we investigated natural convection in a trapezoidal cavity using the finite volume method. In the third part, "Results and Discussion," we focus on studying a cavity heated on its inclined left wall, while the right wall remains cold. The top and bottom walls are adiabatic, and we use water as the heat transfer fluid. We study the impact of changing the inclination of the left wall on heat transfer performance. We compare heat transfer with and without fins. We also validate our computational code by comparing it with reference results in the literature. Keywords: natural convection, trapezoidal cavity, fins, energy storage الملخص تهدف هذه الدراسة إلى تخزين الطاقة في تجويف شبه منحرف مزود بزعانف. وهي مكونة من ثالثة أجزاء رئيسية الجزء األول يتضمن دراسة ببليوغرافية ونمذجة رياضية. الجزء الثاني يشمل دراسة رقمية عن طريق المحاكاة باستخدام برامج Fluentو Gambit ، حيث نحقق في الحمل الحراري الطبيعي في تجويف شبه منحرف باستخدام طريقة الحجم المحدود في الجزء الثالث، "النتائج والمناقشة"، نركز على دراسة تجويف مسخن على جداره األيسر المائل، بينما يبقى الجدار . الجدران العلوية والسفلية مقاومة للحرارة، ونستخدم الماء كسائل ناقل للحرارة. ندرس األيمن باردا تأثير تغيير ميل الجدار ً األيسر على أداء نقل الحرارة. نقارن نقل الحرارة مع وبدون الزعانف. كما نقوم أي ًضا بالتحقق من صحة كود الحساب الخاص بنا من خالل مقارنته بنتائج مرجعية في األدبيات. الكلمات المفتاحية: الحمل الحراري الطبيعي، تجويف شبه منحرف، زعانف، تخزين الطاقة