Modélisation numérique du couplage, convection, thermo-solutale, rayonnement dans une cavité

Abstract

Le travail présenté dans cette thèse concerne la modélisation numérique des transferts thermiques et massiques dans une cavité rectangulaire différentiellement chauffée. La géométrie est supposée bidimensionnelle, l’écoulement laminaire et les surfaces solides grises et isotropes en émission/réflexion. Les équations différentielles gouvernant le système sont discrétisées à l’aide de la méthode des volumes finis en conservant les variables primitives : pression, vitesse, température et concentration. Dans la première partie, nous avons réalisé une étude paramétrique de l’influence du rayonnement surfacique sur l’écoulement et le transfert de chaleur dans une cavité partitionnée. Nous avons constaté que le rayonnement surfacique uniformise les températures de surfaces en regard, augmente considérablement le transfert de chaleur et le débit d’air à travers les ouvertures. Dans la deuxième partie, nous avons modélisé numériquement le couplage convection de double diffusion- rayonnement volumique dans une cavité carrée inclinée d’un angle φ par rapport à l’horizontale. Le gaz contenu dans la cavité est supposé gris, émetteur, absorbant et non diffusant le rayonnement. Pour mener à bien cette étude, nous avons développé un modèle numérique basé sur la méthode des volumes finis pour résoudre les équations de conservation et sur la méthode des ordonnées discrète pour résoudre l’équation du transfert radiatif. Les effets de l’épaisseur optique, du rapport de la flottabilité et de l’inclinaison de la cavité ont été étudiés et analysés.