Simulation numerique bidimensionnelle du comportement thermique d'un materiau a changement de phases (MCP) en de la convection naturelle

Abstract

Résumé Dans ce travail, on s’intéresse à l’étude de la simulation numérique d’un problème de transfert de chaleur bidimensionnelle en régime transitoire, avec changement de phase, en présence de la convection naturelle dans une enceinte carrée et fermée, remplie d’un MCP solide. Les conditions aux limites liés à ce problème sont bien définit. Le modèle mathématique régissant ce phénomène est un système d’équations différentielles ; l’équation de continuité, les équations du mouvement ou bien de Navier-Stockes et l’équation de l’énergie. Cette dernière s’est écrite aussi sous forme de trois équations : deux pour les deux phases solide et liquide et une troisième à l’interface. Ce qui est connue sous le nom de « formulation de Stefan ». La résolution de ce système d’équations s’est effectuée par le logiciel commercial COMSOL Multyphysics. Ce logiciel utilise la méthode des éléments finis pour la résolution des équations différentielle. Le champ de vitesse et le champ thermique ainsi que l’enthalpie sont tracés. Le champ thermique est discuté avec et sans convection naturelle. Ces résultats obtenus par la formulation de Stefan sont comparé avec d’autres de la littérature par la formulation d’enthalpie où un très bon accord est remarqué.