Étude numérique du couplage de la convection naturelle avec le rayonnement de surfaces en cavité carrée remplie d'air

Abstract

Un code numérique est développé pour le couplage de la convection naturelle en cavité avec le rayonnement de surfaces et des études sont menées pour une cavité carrée remplie d'air dont les quatre parois ont la même émissivité. Les résultats montrent que, par rapport au cas sans rayonnement, la paroi haute est refroidie, la paroi basse est réchauffée, l'écoulement horizontal est renforcé, et la stratification est diminuée. L'analyse montre que la densité de flux net radiatif est linéaire en Δ T si Δ T ≪ T 0 , ce qui est le cas à petit nombre de Rayleigh, et que le nombre de Nusselt radiatif est linéaire en la haueur de la cavité. Le rayonnement de surfaces fait baisser le nombre de Rayleigh critique caractérisant l'apparition de l'instationnarité : pour ɛ = 0.2 et une cavité de 0.335 m de haut il est localisé à 9.3 × 10 6 et la bifurcation correspondante est supercritique. De plus des solutions périodiques multiples sont observées entre Ra = 1.2 × 10 7 et 1.3 × 10 7 .