Simulation numérique de la convection naturelle couplée au rayonnement ou à un champ magnétique dans l’approximation faible nombre de Mach

Abstract

Le Travail consiste à étudier numériquement le couplage convection naturelle-rayonnement surfacique/champ magnétique dans une cavité différentiellement chauffée dans le cas hors Boussinesq. L’objectif ici est de prendre en compte des grands écarts de température par le choix de modèles dits faible Mach qui permettent de s’affranchir de l’hypothèse de Boussinesq, tout en conservant le découplage entre les fluctuations de pression et de masse volumique, caractéristique des écoulements incompressibles. La résolution numérique de ce problème passe essentiellement par l’approximation en volumes finis des équations généralisées de Navier-Stockes. Les résultats obtenus montrent que pour des larges gradients thermiques l’approximation de Boussinesq n’est plus applicable, que la variation des propriétés physiques du fluide en fonction de la température modifie l’échange thermique et le régime dynamique de l’écoulement, et que le rayonnement de surface modifie considérablement les propriétés thermique et dynamique de l’écoulement. En outre l’étude numérique réalisée sur un fluide paramagnétique a permis d’observer de mouvement convectif créé en apesanteur est semblable à celui créé par les effets thermogravitaires.