Effet des propriétés thermophysique sur la convection naturelle dans une cavité soumise à un fort gradient thermique

Abstract

Ce travail concerne une étude numérique de la convection naturelle bidimensionnelle, laminaire et permanente dans une cavité carrée fermée différentiellement chauffée est remplie d'air. Le modèle mathématique est représenté pur les équations de continuité, de quantité de mouvement et d'énergie. L'objectif ici est de prendre en compte des grands écarts de température par le choix de modèles dits faible Mach qui permettent de s'affranchir de l'hypothèse de Boussinesq, tout en conservant le découplage entre les fluctuations de pression et de masse volumique, caractéristique des écoulements incompressibles. La résolution numérique de ce problème passe essentiellement par l'approximation en volumes finis des équations généralisées de Navier-Stockes. Les résultats obtenus montrent que pour des larges gradients thermiques l'approximation de Boussinesq n'est plus applicable. Ce modèle est discrétisé par la méthode des volumes finis et résolu par l'algorithme SIMPLER. Le code de calcul élaboré en utilisant des programmes Fortran ,Tecplot et Origine a été validé par comparaison quantitative avec des résultats numériques de la littérature où nous avons constaté un très bon accord. Les résultats obtenus pour les plus faibles différentes de température ont également montré qu'il est difficile de distinguer les solutions Boussinesq et non Boussinesq.