Convection naturelle à double diffusion avec et sans champ magnétique

Abstract

Résumé de la Thèse Convection Naturelle à Double Diffusion avec et sans Champ Magnétique Dans cette Thèse, une étude numérique de la convection naturelle à double diffusion d’un mélange binaire contenu dans une cavité carrée a été réalisée. Un champ magnétique externe est appliqué suivant les deux directions : horizontale (Bx) et verticale (By), séparément. L’approche numérique de la résolution des équations de conservation est basée sur la méthode des volumes finis, l’Algorithme SIMPLER pour traiter le couplage vitesse-pression et l’Algorithme TDMA, pour la résolution des systèmes d’équations résultant de la discrétisation. Les résultats obtenus sont en bon accord avec ceux des travaux numériques et expérimentaux de la littérature. L’étude a été présentée pour deux mélanges. Dans la première partie, nous avons étudié la convection à double diffusion pour un mélange binaire sans appliquer un champ magnétique. L'effet du rapport des forces de flottabilité (N) sur la convection naturelle oscillatoire à double diffusion pour le cas des gradients opposants est présenté par la détermination du nombre de Rayleigh thermique critique et la fréquence d’oscillations de l'écoulement oscillatoire en fonction de N, pour l'intervalle (0 ≤ N ≤ 2) valeurs inférieures et valeurs supérieures à l’équilibre de la flottabilité thermique-solutale valeur (N = 1). Dans la deuxième partie, nous avons étudié un mélange binaire conducteur d’électricité utilisé pour la production des monocristaux. L’effet du champ magnétique sur la convection naturelle à double diffusion en régime stationnaire et en régime oscillatoire a été présenté et discuté. Le seuil du régime oscillatoire est déterminé par le nombre de Rayleigh thermique critique correspond à chaque rapport des forces de flottabilité, ainsi que la fréquence des oscillatoires correspondantes. Les diagrammes de stabilité magnétique (RaTCrHa), (Nu-Ha), (Sh-Ha) et (ψmax-Ha) sont déterminés, pour les deux orientations du champ magnétique : directions horizontale (Bx) et verticale (By) séparément, et pour un nombre de Hartmann allant de 0 à 100. Ces diagrammes montrent bien l’effet stabilisant du champ magnétique. Le champ magnétique vertical provoque la forte stabilisation magnétohydrodynamique. Les valeurs de (RaTCr) augmentent vers des valeurs suffisamment élevées, ce qui ralentisse la transition de l’écoulement de la double diffusion vers l’instabilité et leurs conséquences néfastes sur la production des monocristaux. Mots clés : Convection à Double Diffusion, Magnétohydrodynamique (MHD) - Stabilité - Méthode des Volumes Finis- - Convection Naturelle – Mélange Binaire