Étude numérique de la convention forcée d'un nano-fluide dans un Canal ondulé

Abstract

Cette étude numérique vise à analyser les performances thermiques et hydrodynamiques des nanofluides s'écoulant dans un canal rectangulaire ondulé en utilisant un modèle bidimensionnel. La simulation a été réalisée à l'aide des logiciels Gambit pour le maillage et

ANSYS Fluent pour la résolution des équations d'écoulement et de transfert thermique, dans le cadre d’un écoulement turbulent stationnaire. Quatre types de particules nanométriques ont été utilisés : l’oxyde d’aluminium (Al₂O₃), l’oxyde de titane (TiO₂), l’oxyde de cuivre (CuO) et l’oxyde de silicium (SiO₂), dispersés dans une base aqueuse. L’étude s’est concentrée sur l’influence du type de nanoparticules, des fractions volumiques, du nombre de Reynolds ainsi que des caractéristiques géométriques du canal, telles que la hauteur de l’ondulation et l’angle d’onde. Les résultats ont montré que le nanofluide à base de particules de cuivre (CuO) offre la meilleure performance thermique grâce à sa conductivité thermique élevée. En outre, l’augmentation de la fraction volumique et du nombre de Reynolds améliore significativement le transfert thermique (nombre de Nusselt), bien qu'elle entraîne également une hausse des pertes de pression (coefficient de frottement). Par ailleurs, une géométrie optimisée des ondulations a permis d'améliorer considérablement la performance thermique. Ces résultats offrent des indications précieuses pour la conception de systèmes thermiques plus efficaces basés sur les nanofluides et les canaux ondulés.