Convection naturelle d'un nanofluide confiné dans une enceinte triangulaire : Effet du fractionnement et de la position de la source de chaleur
Seif-Eddine Ouyahia  1, *@  , Youb Khaled Benkahla  1@  , Welid Berabou  1@  , Mahdi Benzema  1@  , Ahlem Boudiaf  1@  
1 : Laboratoire des Phénomènes de Transfert, Faculté de Génie Mécanique et de Génie des Procédés, USTHB
BP, 32 El Alia, 16111 Bab Ezzoouar, Alger -  Algérie
* : Auteur correspondant

On se propose dans ce travail d'étudier numériquement les caractéristiques thermo-hydrauliques d'un nanofluide, constitué de nanoparticules de dioxyde de titane et d'eau, remplissant une cavité triangulaire isocèle. Les parois inclinées de cette dernière sont isothermes froides, tandis que la base est isolée thermiquement. D'autre part, la cavité est munie d'une source de chaleur isotherme chaude. Les équations aux dérivées partielles couplées régissant le problème considéré dans cette étude sont discrétisées par le biais de la technique des volumes finis. Un schéma numérique hybride, de type amont-centré, est utilisé pour l'interpolation des variables dépendantes, notamment les champs de vitesse et de température. La présence des nanoparticules dans le fluide de base, l'eau en l'occurrence, est modélisée par les corrélations proposées par He et al. (2009) et ce, à travers la conductivité thermique et la viscosité dynamique effectives du nanofluide.

Les simulations numériques sont menées pour examiner l'effet de paramètres physiques, à savoir, le nombre de Rayleigh et la fraction volumique en nanoparticules et de paramètres géométriques, tel que, le fractionnement et la position de la source de chaleur. Les résultats issus de la simulation numérique sont représentés sous forme de cartographies de lignes de courant et d'isothermes ainsi que le nombre de Nusselt moyen de la cavité. L'analyse des résultats montre que l'augmentation du nombre de Rayleigh intensifie les champs de vitesses et de température. En outre, l'ajout de nanoparticules suscite une amélioration notable des taux de transfert thermique mais affaiblit, cependant, l'écoulement. Par ailleurs, il en ressort que certaines positions de la source de chaleur apportent une augmentation du nombre de Nusselt alors que d'autres, le défavorisent. En fin, les fractionnements horizontal et vertical de la source de chaleur augmentent sensiblement le transfert thermique. Ce dernier est beaucoup plus important lors d'un fractionnement vertical.


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