Etude numérique de la convection forcée turbulente dans un dissipateur thermique composé de plusieurs rangées d'ailettes de différentes formes

Numerical study of turbulent forced convection in a heat sink composed of several rows of fins of different shapes

• Auteur / Autrice : Rachid Bouchenafa
• Direction : Rachid Saim, Saïd Abboudi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique
• Date : Soutenance le 05/11/2016
• Etablissement(s) : Belfort-Montbéliard en cotutelle avec Université Abou Bekr Belkaid (Tlemcen, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard (1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Félix Durastanti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Omar Sebbane, Olivier Riou, Nabil Korti, Mohammed Aouneallah
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Félix Durastanti, Driss Nhari

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ailettes (technologie)

Chaleur -- Convection

Mots clés libres

Convection forcée

Ailettes

Dissipateur thermique

Écoulement turbulent

Volumes finis

Forced convection

Fins

Heat sink

Turbulent flow

Finite volume

Résumé

Dans cette thèse, on présente une étude numérique de la convection forcée turbulente dans un dissipateur thermique muni d'une chicane transversale dans le by-pass. Le premier modèle est composé d’ailettes planes et le second consiste à ajouter des ailettes broches entre les ailettes planes. Les équations gouvernantes basées sur le modèle de turbulences k- SSt sont discrétisées et résolues par la méthode des volumes finis et l'algorithme SIMPLE. Les résultats dynamiques sont présentés en en termes de champs de vitesse, des profils de vitesse axiales dans des sections choisies ainsi que la perte de charge. L'étude thermique est présentée en terme de champs de température et de distribution du nombre de Nusselt. Un rapport entre les performances thermique et dynamique est présenté pour évaluer les différents dissipateurs thermiques.

In this thesis, we present an numerical study of turbulent forced convection in a heat sink provided with a transverse baffle in the bypass. The first model is composed of plates fins and the second consists of adding pin fins between the plates fins. The governing equations, based on the k- SSt turbulence model, are disscredized and solved by the finite volume method and the SIMPLE algorithm. Dynamic results are presented in terms of velocity fields, profiles of the axial velocities in selected sections and pressure drop. The thermal study is presented in terms of temperature fields and the distribution of Nusselt number. A ratio between the thermal and dynamic performances is presented to evaluate the different heat sinks.