Couplage de la convection naturelle et durayonnement dans les geometries en 3d

Abstract

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une étude numérique visant à étudier les phénomènes de couplage de la convection naturelle et du rayonnement volumique dans des enceintes 2?? ???? 3??, contenant un milieu gris semi-transparent absorbant, émettant et nondiffusant du rayon. En effet, la première partie de l’étude réalisée s’intéresse à un problème de

couplage

convection naturelle– rayonnement volumique dans une enceinte bidimensionnelle dont les parois verticales noires (?? = 1) sont soumises à des températures différentes constantes. Les parois horizontales sont considérées adiabatiques parfaitement réfléchissantes (?? ?? ?? = 0). Dans la seconde partie d’étude, le travail est consacré à l’étude de l’effet de la troisième direction sur l’écoulement induit par le couplage convection naturelle – rayonnement volumique au sein d’une enceinte 3?? inclinée. Les parois verticales sont maintenues à deux différentes températures constantes, par contre les parois restantes (latérales et horizontales) sont consédérées adiabatique. Toutes les parois de l’enceinte 3?? sont noires (?? = 1). L’objectif de ces études numériques réside dans l’analyse de l’effet du rayonnement volumique et des différents paramètres gouvernants (nombre de Rayleigh, angle ?? d’inclinaison, nombre de Planck, l’épaisseur optique, rapport de forme et l’émissivité des parois) sur la structure d’écoulement, la distribution de température, le transfert de chaleur et les profils de vitesse et de température. Le second objectif de cette thèse consiste à tester la performance du schéma hybride ???????????? ? ?????? couplée à la méthode des ordonnées discrète (??????) en présence du couplage convection naturelle – rayonnement volumique dans des enceintes 2??/3??. En fait, les méthodes ????????????, MVF et MOD sont utilisées respectivement pour déterminer les champs de vitesse et de température, et le terme source radiatif. Le code de calcul élaboré a été validé par comparaison quantitative et qualitative avec des résultats numériques de la littérature où nous avons constaté un très bon accord. Les résultats de ces études montrent que les paramètres de contrôle considérés ont une influence importante sur les champs dynamique et thermique, ainsi que sur le transfert de chaleur à travers l’enceinte 2??/3??. Les résultats de la comparaison entre les modèles 3?? ???? 2?? révèlent que l’approximation bidimensionnelle donne une bonne représentation de l’écoulement 3?? dans le plan médian de l’enceinte, beaucoup plus pour le champ thermique. Le transfert de chaleur total moyen pour l’enceinte 2?? est d’environ 2 à 8% supérieur à celui obtenue avec une configuration 3??.