Étude numérique de la propagation de chaleur entre une cavité chauffée et une cavité adjacente non chauffée

Abstract

يتناول هذا العمل دراسة عددية النتقال الحرارة بالحمل الحراري الطبيعي داخل نظام مكون من تجويفين متصلين. يهدف البحث إلى دراسة تأثير األشكال الهندسية المختلفة والظروف الحرارية على حركة المائع وانتقال الحرارة. اعتمدت النمذجة الرياضية على معادالت حفظ الكتلة والزخم والطاقة مع استعمال تقريب بوسينسك لتمثيل تأثير تغير الكثافة مع درجة الحرارة. تمت دراسة أربع وضعيات هندسية مختلفة من أجل تحليل توزيع السرعة ودرجة الحرارة داخل النظام. تم إنشاء الهندسة والشبكة العددية باستعمال برنامجGambit ، بينما تم إجراء الحسابات والمحاكاة بواسطة برنامج Fluentالمعتمد على طريقة الحجوم المحددة. وقد سمحت النتائج بتقييم أداء انتقال الحرارة من خالل حساب عدد نوسلت. الكلمات المفتاحية :الحمل الحراري الطبيعي، انتقال الحرارة، التجاويف المتصلة، Gambit، Fluent، طريقة الحجوم المحدودة، عدد نوسلت. Abstract: This work presents a numerical study of natural convection heat transfer in a system composed of two communicating cavities. The main objective is to investigate the influence of different geometric configurations and thermal boundary conditions on fluid flow and heat transfer. The mathematical model is based on the conservation equations of mass, momentum, and energy, using the Boussinesq approximation to account for buoyancy effects. Four different configurations were analyzed to evaluate their influence on temperature and velocity fields. The geometry and mesh were generated using Gambit, while the numerical simulations were carried out with Fluent based on the finite volume method. The obtained results made it possible to analyze heat transfer mechanisms and determine the Nusselt number, which characterizes heat transfer efficiency. Keywords: Natural convection, heat transfer, communicating cavities, Gambit, Fluent, finite volume method, Nusselt number. Résumé V Résumé : Ce travail présente une étude numérique du transfert de chaleur par convection naturelle dans un système composé de deux cavités communicantes. L’objectif principal est d’analyser l’influence de différentes configurations géométriques et conditions thermiques sur l’écoulement du fluide et le transfert de chaleur. La modélisation mathématique repose sur les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie, en utilisant l’approximation de Boussinesq pour prendre en compte les effets de flottabilité. Quatre configurations différentes ont été étudiées afin d’évaluer leur impact sur les champs de température et de vitesse. La géométrie et le maillage ont été réalisés à l’aide du logiciel Gambit, tandis que la résolution numérique a été effectuée sous Fluent par la méthode des volumes finis. Les résultats obtenus ont permis d’analyser les mécanismes de transfert thermique et de déterminer le nombre de Nusselt, indicateur de l’efficacité des échanges de chaleur. Mots-clés : Convection naturelle, transfert de chaleur, cavités communicantes, Gambit, Fluent, méthode des volumes finis, nombre de Nusselt