Étude dynamique et thermique de l’écoulement de l’air dans un collecteur solaire dont le conduit utile est garni de rugosités artificielles

Abstract

RESUME : Dans ce travail, une étude numérique a été élaborée traitant ainsi les propriétés et les mécanismes attachés au champ hydrodynamique qui relève des phénomènes de développement de la turbulence au sein de la veine d’air dynamique d’un capteur solaire à air. L'étude est consacrée à contrôler passivement l’écoulement en utilisant des rugosités artificielles de types chicanes, dont l’objectif est de traiter le comportement dynamique et thermique de l’écoulement d’air en convection forcée au voisinage des chicanes, au sien de la veine d’air dynamique. Les résultats numériques sont obtenus en utilisant le logiciel CFD Fluent pour les écoulements bidimensionnels (2D) et tridimensionnels (3D) incompressibles. Dans ce travail, les quantités physiques liées à l’écoulement (champ de vitesse, champ de pression, champ de température et la turbulence) sont identifiées en tout point de l’écoulement. La comparaison des résultats se fait à des travaux théoriques et expérimentaux antérieurs effectués au sein de notre laboratoire de recherche en génie mécanique à l’Université de Biskra ABSTRACT : A numerical study has been carried out to examine turbulent flow and heat transfer characteristics in the air stream dynamics, based on a hydrodynamic and thermal analysis on airflow and heat transfer control by chicanes. The study focuses on passive flow control using artificial roughness type chicanes where the objective is to treat the dynamic and thermal air behaviour in forced convection at the chicanes vicinity. The numerical results are obtained using the Fluent CFD software for incompressible flows in two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) configurations. In this work, the physical quantities related to the airflow (velocity field, pressure field, temperature field and turbulence) are identified at any point in the domain. The results shown good agreements by comparison to the theoretical and experimental results works carried out in our mechanical engineering research laboratory at Biskra University