Etude du comportement thermique et dynamique de la convection naturelle dans les cavités poreuses

Abstract

Ce mémoire expose une étude numérique du comportement de la convection naturelle stationnaire dans une cavité carrée remplie d'un milieu poreux en deux dimensions, en utilisant le modèle Darcy Brinkman. La cavité est chauffée à la moitié inférieure de la paroi verticale gauche et refroidie à la moitié supérieure de la même paroi. Les parois horizontales et le reste des parois sont isolés. La méthode du volume finis a été utilisée pour résoudre numériquement les équations de conservation de masse, de mouvement et d'énergie. La convection a été initiée en imposant des températures aux limites de l'enceinte rigides et imperméables. Le problème est analysé pour différentes valeurs du nombre de Rayleigh Ra dans l’intervalle 103 ≤ Ra ≤ 107 et pour différentes valeurs des nombres de Darcy Da dans l’intervalle 10-7 ≤ Da ≤ 10-1. Les résultats numériques montrent que le transfert de chaleur est principalement dû à la conduction à de faibles nombres de Darcy Da < 10-3 et le régime de convection devient dominant à Da ≥ 10-3 et Ra ≥ 107. L’augmentation de Ra et Da implique l’augmentation de la force d’écoulement ainsi que les taux moyens de transfert de chaleur