Analyse numérique de l’influence des caractéristiques géométrique et thermique sur le transfert par convection mixte dans les enceintes

Abstract

L’impact du rapport d’aspect et de la température non uniforme sur la convection mixte dans une enceinte est examiné numériquement. La forme choisie est une enceinte avec une température sinusoidale𝑇𝐻 dans sa paroi inférieure, tandis que la paroi supérieure est considérée comme adiabatique. Les parois latérales de la cavité se déplacent vers le bas avec une température uniforme𝑇𝐶. L’inspection est réalisée pour plusieurs nombres de Richardson et rapports d’aspect (𝐴𝑟 ) variant de 0,25 à 5, tandis que les nombres de Prandtl (𝑃𝑟 = 0.71) et de Grashof ( 𝐺𝑟 = 104 ) restent constants. Les distributions de flux isotherme, de lignes de courant et de nombres de Nusselt à l’intérieur de l’enceinte sont mises en évidence et discutées. Comparativement à un chauffage uniforme, des changements significatifs dans le débit de flux sont observés lors de la réception d’un chauffage non-uniforme sur la surface inférieure de l’enceinte. Deux cellules de flux tournant dans des directions opposées sont formées à l’intérieur de l’enceinte lorsque 𝐴𝑟 = 0.25. Lorsque le (𝐴𝑟 ) de la cavité dépasse l’unité, ces cellules changent avec le développement de 𝑅𝑖 ; elles prennent une forme ovale et se déplacent vers le côté chauffé. Le chauffage non uniforme a donné un taux d’échange thermique localisé sinusoïdal avec les quantités les plus faibles aux bords et des quantités considérables au centre inférieur (𝑅𝑖 = 1 et 100).