Simulations de la convection naturelle couplée au rayonnement surfacique par la méthode de Boltzmann sur réseau : cas des chauffages variable et discret

[Not communicated]

• Auteur / Autrice : Khaoula Rehhali
• Direction : Hassen Beji, Mohammed Hasnaoui, Abdelghani Raji
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Transfert de chaleur et de masse
• Date : Soutenance le 01/03/2019
• Etablissement(s) : Amiens en cotutelle avec Université Cadi Ayyad (Marrakech, Maroc)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des technologies innovantes (Amiens)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hassen Beji, Mohammed Hasnaoui, Abdelghani Raji, Mohamed-Najib Ouarzazi, Mohamed Bourich, Ahmed Sbaibi, Abdelkhalk Amahmid, Haïkel Ben Ahmed
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed-Najib Ouarzazi, Mohamed Bourich

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique des fluides

Méthode de Boltzmann sur réseau

Transfert de chaleur

Mots clés libres

Schéma à temps de relaxation multiple (MRT)

Méthode de Lattice-Boltzmann (LBM)

Lattice-Boltzmann method (LBM)

Résumé

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 surfacique dans des cavités carrées dont les parois sont soumises à des chauffages discrets ou non-uniformes. En effet, la première étude réalisée s'intéresse à un problème de couplage convection-rayonnement dans une cavité carrée inclinée et remplie d'air, ayant d'un côté une paroi chauffée à une température constante et du côté opposé, une paroi chauffée linéairement. Les parois restantes sont considérées adiabatiques. Dans la seconde étude, la cavité a des parois verticales partiellement chauffées (symétriquement et asymétriquement), une paroi supérieure refroidie et une paroi inférieure adiabatique. L'objectif de ces études numériques réside dans l'analyse de l'effet du rayonnement surfacique et des différents paramètres gouvernants (mode de chauffage, nombre de Rayleigh, angle d'inclinaison, différence de température) sur la structure d'écoulement et le transfert de chaleur. Le second objectif de cette thèse consiste à tester la performance du schéma à temps de relaxation multiple (MRT) de la méthode Lattice Boltzmann (LBM) en présence du couplage convection-rayonnement. Les résultats de ce travail ont révélé que les paramètres de contrôle considérés ont un effet important sur la structure de l'écoulement et le transfert de chaleur à travers la cavité

In this thesis, a numerical study is carried out on the coupling phenomena between natural convection and surface radiation in square cavities whose walls are subjected to discrete or non-uniform temperatures. Indeed, the first study carried out is concerned with a problem of convection-radiation coupling in a square cavity inclined and filled with air, having on one side a wall heated at a constant temperature and on the opposite side, a wall heated linearly. The remaining walls are considered adiabatic. In the second study, the cavity has partially heated vertical walls (symmetrically and asymmetrically), a cooled upper wall and an adiabatic bottom wall. The objective of these numerical studies is to analyze the effect of surface radiation and the different governing parameters (heating mode, Rayleigh number, angle of inclination, temperature difference) on the flow structure and the heat transfer. The second objective of this thesis is to test the performance of the multiple relaxation time (MRT) scheme of the Lattice-Boltzmann method (LBM) in the presence of convection radiation coupling. The results of this study revealed that the considered governing parameters have a significant effect on the flow structure and heat transfer through the cavity