Simulation numérique de la convection thermosolutale non-Boussinesq dans une cavité carrée

Oussama Chabani (1) , Stéphane Abide (2) , Nacer Lamrous (1) , Belkacem Zeghmati (2)

1 UMMTO - Université Mouloud Mammeri [Tizi Ouzou]
2 LAMPS - LAboratoire de Modélisation Pluridisciplinaire et Simulations

Dans ce travail, la convection naturelle bidimensionnelle à double diffusion dans une cavité carrée remplie de fluide binaire est étudiée numériquement par un modèle d'écoulement de fluide compressible à faible nombre de Mach. Les parois verticales sont soumises à des conditions aux limites de type Dirichlet en température et fraction massique de soluté tandis que les parois horizontales sont adiabatiques. Les équations de continuité, de conservation de quantité de mouvement et d'énergie ainsi que l'équation de transport des espèces sont résolues par la méthode des différences finies et par un solveur incompressible de type « pressure-based » adapté aux écoulements compressibles. Pour une cavité carrée d'arête A = 0,1, un nombre de Lewis Le = 1 et un nombre de Prandtl Pr = 0,71, nous analysons l'influence des conditions initiales et du rapport des masses molaires des deux constituants du mélange M = M 2 / M 1 , sur les lignes de courant, les isothermes et les iso-concentration en régime laminaire stationnaire. Abstract : Two-dimensional, double diffusion, natural convection in a square enclosure filled with binary fluid is investigated numerically by the low much number model for compressible fluid. Multiple motions are driven by the external temperature and concentration differences imposed across vertical walls of the enclosure, laminar regime is considered. The transport equations for continuity, momentum, energy and spices transfer are discretized in finite differences. The numerical results are reported for the effect of Froude number, and buoyancy ratio of initial temperature and concentration inside the cavity on the iso-contours of stream line, temperature, and concentration in stationary state. This study was done for a length unit A=0.1, Lewis number Le=1 and Prandtl number Pr = 0.71. The mass molar fraction M=M 2 /M 1 is varied to simulate high dominated thermosolutal convection.

Domaines: Milieux fluides et réactifs

Oussama Chabani, Stéphane Abide, Nacer Lamrous, Belkacem Zeghmati. Simulation numérique de la convection thermosolutale non-Boussinesq dans une cavité carrée. 22ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2015, Lyon, France. ⟨hal-01902735⟩