Contribution à l’étud e des instabilités de type Rayleigh-Bénard

Abstract

Ce travail consiste à étudier la simulation numérique de la convection naturelle bidimensionnelle laminaire et stationnaire dans une cavité carrée remplie d’un fluide newtonien incompressible et munie d’une source de chaleur placée sur sa paroi inférieure. Les parois verticales sont soumises à des températures constantes alors que les parois horizontales sont considérées comme adiabatiques. Le modèle mathématique utilisé décrivant notre problème a été développé en se basant sur les approximations de Boussinesq. Les équations de Navier-stokes et d'énergie ont été résolues à l'aide du code de calcul (fluent). Les lignes de courant et les isothermes sont présentées pour diverses combinaisons de Ra et de la longueur de la fraction chauffée. La validation et la comparaison de nos résultats avec ceux d'autres auteurs (numériques et expérimentaux) ont été faites, l’étude se focalise sur l’influence occasionnée par les variations du nombre de Rayleigh (103<Ra<106) et de la longueur de la source sur la structure de l'écoulement et du transfert thermique au sein de la cavité. This work consists in studying the numerical simulation of two-dimensional laminar and stationary natural convection in a square cavity filled with an incompressible Newtonian fluid and equipped with a heat source placed on its lower wall, the vertical walls are subjected to constant temperature while the horizontal walls are considered as adiabatic. The mathematical model used describing our problem is based on the Boussinesq approximation. The Navier-stokes and energy equations were solved using the commercialized code (fluent) by the finite volume method. Streamlines and isotherms will be presented for various combinations of Ra and the length of the heated fraction. The validation and the comparison of our results obtained with those of other authors (numerical and experimental) have been made. The study focuses on the influence caused by the variations of the number of Rayleigh (103<Ra<106) and the length of the source on the structureof the flow and the heat transfer within the cavity.