simulation numerique d'un écoulement a travérs un élargissement progressif

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire est une étude numérique de la convection mixte dans une cavité enceinte en forme de T, par la méthode des volumes finis en utilisant le code de calcul Fluent. La configuration choisie consiste en une cavité en forme de T où le fluide entre à une température froide, le mur supérieur est maintenu à une température froide, et le mur inférieur est maintenu à température chaude,les autres parois de la cavité sont isolées thermiquement (adiabatiques). Une étude bibliographique du phénomène de convection mixte, suivie d’une description du phénomène physique, la formulation mathématique, des conditions aux limites ainsi que les nombres adimensionnels caractérisant l’écoulement est présenté. Le travail commencera par une validation physique des problèmes de convections naturelle et mixte. La dépendance du maillage est effectuée pour les deux phénomènes : en premier lieu, une configuration d’une cavité carrée fermée et différentiellement chauffée avec un nombre de Prandtl égale 0.71, et nombre de Rayleigh variant de 104 à 105, et une autre pour une cavité carrée entrainée pour un nombre de Grashof de 104 et des nombres de Reynolds de 400 et 1000. Les études ont révélé que, pour le maillage choisis qui est de 100*100, nos résultats sont en bon accord avec ceux trouvés dans la littérature. L’étude de la configuration physique proposée dans ce travail sera faite en premier lieu pour des nombres de Richardson de (0.1, 1, 6 et 10) et des nombres de Reynolds de (50, 100, 150 et 200) et cela pour un nombre de Prandtl fixe qui est égal à 0.71. En second lieu ce travail sera fait pour des nombre de Prandtl de (0.1, 0.667, 0.71 et 1) et des nombres de Richardson de (0.1,1,7 et 10) et cela pour un nombre de Reynolds fixe qui est égal à 100. Les résultats de l’analyse pour la configuration géométrique étudiée sont présentés sous forme de lignes de courant, d’isothermes, de température et du nombre de Nusselt. Les résultats ont révélé que le transfert de chaleur augmente avec l’augmentation des nombres de Reynolds et de Richardson. Aussi que le transfert de chaleur augmente avec l’augmentation du nombre de Prandtl.