Effet d’un champ magnétique sur la convection naturelle à double diffusion dans une enceinte annulaire remplie d’un nanofluide

Abstract

Ce travail présente une étude numérique de la convection naturelle à double diffusion dune enceinte cylindrique remplie d’un nanofluide (𝐴𝑙2𝑂3/eau) et soumise à des gradients radiales de température et de concentration avec la présence d’un champ magnétique externe (radial et axial). Ces gradients engendrent des forces thermique et solutale qui sont en opposition dans ce travail étude. La méthode des volumes finis est utilisée pour résoudre le système d’équations gouvernant l’écoulement magnétohydrodynamique (MHD). Le couplage vitesse-pression est traité à l’aide de l’algorithme SIMPLER. Les effets des nombres de Rayleigh 𝑅𝑎 ,de Hartmann 𝐻𝑎, et de fraction volumique des nanoparticules 𝜑 sur l’écoulement et sur les transfert thermiques et de masse sont considérés. Les résultats de la présente étude montrent qu’en absence du champ magnétique et pour des nombres de Rayleigh 𝑅𝑎 élevés, le nombre de Nusselt moyen 𝑁𝑢̅̅̅̅ augmente jusqu’à une valeur maximale et après diminue avec l’augmentation de la fraction volumique 𝜑. Par contre pour des valeurs faibles du nombre de Rayleigh 𝑅𝑎 le nombre de Nusselt moyen 𝑁𝑢̅̅̅̅ augmente d’une façon similaire à la fraction volumique 𝜑. Concernant le nombre de Sherwood moyen 𝑆ℎ̅̅̅ se comporte inversement avec la variation de 𝜑. En présence du champ magnétique les nombres de Nusselt 𝑁𝑢̅̅̅̅ et de Sherwood 𝑆ℎ̅̅̅ moyens diminuent avec l’augmentation de nombre de Hartmann 𝐻𝑎. Deux orientations du champ magnétique ont été considérées dans le but d’avoir le meilleur contrôle de l’écoulement. La stabilisation la plus forte de l'écoulement a été trouvée lorsque le champ magnétique est orienté axialement.