Investigation numérique de transferts thermiques dans une géométrie 2D en utilisant des parois déformables.

Abstract

Abstract In the present work we performed numerical simulations for forced convection heat transfer in a 2D channel using elastic materials as a part of the duct walls in two forms. First, we use four elastic walls then two walls opposite to each other with flowing a Nanofluid (CuO-water) through the channel. A dynamic magnetic field is applied in three different angles on the full channel and selected portions of the channel. To evaluate the heat transfer, Nusselt number is computed in relation to the changes in Reynold’s number with a constant value of the Hartmann number. Results show that the elastic walls did not have much effect on heat transfer. Whereas a considerable effect is recorded with applying the external magnetic field. In the second part the used working fluid was the pure water while elastic fins are fixed inside the channel without applying any external forces. The Nusselt number is evaluated according to changes of the Reynold number and elasticity modulus. Findings show an important enhancement in heat transfer, mainly in the upper wall. Résumé Dans le présent travail, nous avons effectué des simulations numériques pour le transfert de chaleur par convection forcée dans un canal 2D en utilisant des matériaux élastiques comme une partie des parois du conduit sous deux formes. Tout d'abord, nous utilisons quatre parois élastiques puis deux parois opposées l'une à l'autre en faisant circuler un nanofluide (CuO-eau) à travers le canal. Un champ magnétique dynamique est appliqué sous trois angles différents sur le canal complet et sur des parties sélectionnées du canal. Pour évaluer le transfert de chaleur, le nombre de Nusselt est calculé par rapport aux variations du nombre de Reynold avec une valeur constante du nombre de Hartmann. Les résultats montrent que les parois élastiques n'ont pas eu beaucoup d'effet sur le transfert de chaleur. Alors qu'un effet considérable est enregistré avec l'application du champ magnétique externe. Dans la deuxième partie, le fluide de travail utilisé était l'eau pure tandis que des ailettes élastiques sont fixées à l'intérieur du canal sans appliquer de forces externes. Le nombre de Nusselt est évalué en fonction des changements du nombre de Reynold et du module d'élasticité. Les résultats montrent une amélioration importante du transfert de chaleur, principalement dans la paroi supérieure..