Etude du couplage de la convection naturelle et du rayonnement thermique dans une cavité verticale à grand facteur de forme

Abstract

Une étude de simulation numérique de la convection naturelle turbulente couplée au rayonnement thermique dans une cavité verticale différentiellement chauffée et remplie de l’air supposé comme fluide transparent a été réalisée. La cavité a un facteur de forme important, les parois verticales sont soumises à des températures constantes tandis que les parois horizontales sont supposées adiabatiques. L’écoulement à l’intérieur de la cavité est turbulent et la turbulence a été modélisée en utilisant le modèle   K . Pour tenir compte du transfert radiatif, le modèle des ordonnées discrètes (DO) a été introduit. Pour résoudre les différentes équations, on a fait appel au logiciel de calcul Ansys-Fluent basé sur la méthode des volumes finis. Les résultats numériques obtenus pour des valeurs du nombre de Rayleigh de 109, 1010 et 1011 ont été validés par certains résultats existants dans la théorie. On constate que le rayonnement thermique a une influence significative sur les parois horizontales ou l’écoulement devient renforcé, ainsi, il accélère l’écoulement à l’intérieur de la cavité et donne formation d’une deuxième zone caractérisée par des gradients de vitesse et de température et qui relie toutes les parois.