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Title: Etude numérique de la convection mixte dans les enceintes lors de l’écoulement d’un nanofluide
Authors: SALEH Mo’men Sami Mohammad
Keywords: Convection mixte
Cavité
Nanofluide
Nanoparticule
MVF
CFD
Issue Date: 8-Jun-2023
Publisher: FACULTÉ DES SCIENCES APPLIQUÉES - Département de Génie Mécanique
Abstract: Dans cette thèse, une simulation numérique bidimensionnelle a été réalisée pour étudier la convection mixte dans une cavité remplie de nanofluides où les parois verticales se déplacent de haut en bas à une vitesse uniforme, et sont maintenues à une température plus basse. La paroi supérieure a été isolée thermiquement, et la paroi inférieure est chauffée selon une évolution sinusoidale . La Méthode des Volumes Finis a été utilisée pour résoudre les équations gouvernantes du phénomène et la conductivité thermique du nanofluide a été calculée en appliquant le modèle de Maxwell, et la viscosité dynamique effective a été déterminée à l'aide du modèle de Brinkmann . Les résultats ont été obtenus suite à la modification de plusieurs paramètres tels que le nombre de Richardson (10-1-102), le rapport d’aspect (0.25-2) de la cavité, le nombre de Grashof (103-105), les nanofluides avec différentes fractions volumiques de nanoparticules (0-8%), et les amplitudes thermiques allant de (0.25-1). Il a été constaté à partir des résultats obtenus que l'ajout de nanoparticules dans le fluide de base améliore le transfert de chaleur, et que les nanoparticules de cuivre avaient relativement le taux de transfert de chaleur le plus élevé. Aussi, le rapport d'aspect joue un rôle important dans le transfert de chaleur pour réduire la consommation d'énergie .
Description: In this thesis, a two-dimensional numerical simulation was performed to study mixed convection in a nanofluid-filled cavity where vertical walls move up and down at a uniform speed, and are kept at a lower temperature. The upper wall has been thermally insulated, and the lower wall is heated according to a sinusoidal evolution. The Finite Volume Method was used to solve the governing equations of the phenomenon and the thermal conductivity of the nanofluid was calculated by applying Maxwell's model, and the effective dynamic viscosity was determined using the Brinkmann model. The results were obtained following the modification of several parameters such as the Richardson number (10-1-102), the Aspect Ratio (0.25-2) of the cavity, Grashof number (103-105), nanofluids with different volume fractions of nanoparticles (0-8%), and thermal amplitudes ranging from (0.25-1). It was found from the obtained results that the addition of nanoparticles in the base fluid improves heat transfer, and that copper nanoparticles have relatively the highest heat transfer rate. Also, the Aspect Ratio plays an important role in heat transfer to reduce energy consumption.
URI: http://dspace.univ-tiaret.dz:80/handle/123456789/12608
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