Contribution à l’étude numérique de la convection des écoulements de nanofluide dans les milieux poreux

Abstract

Cette investigation porte sur la modélisation et la simulation numérique bidimensionnelle pour traiter la convection naturelle laminire en régime permanent dans une cavité poreuse. Il convient de noter qu'une fonction de chauffage sinusoïdale plus réaliste a été appliquée sur la paroi inférieure de la cavité tandis que la paroi supérieure est maintenue froide, et les parois verticales sont soumises à des conditions aux limites adiabatiques. Le phénomène de convection naturelle est régi par les équations de conservation en adoptant l’approximation de Boussinesq et les modèles d’écoulement Darcien et non-Darcien avec extension de Brinkman. La simulation numérique a été effectuée en utilisant la Méthode des Eléments Finis sous le logiciel Comsol-MultiPhysics. L’écoulement de l'air et de divers types de nanofluides (Al2O3-eau, Cu-eau et TiO2-eau) a été testé. Aussi, différents paramètres de contrôle ont été examinés ; à savoir : les nombres de Rayleigh et de Darcy, la fraction volumique des nanoparticules, et le nombre de Prandtl sur les lignes de courant, les isothermes et le nombre de Nüsselt. Les résultats de simulation et leur interprétation après validation sont présentés.