Lamiae
Sommaire: Etude numérique des écoulements dans les microcanaux
Introduction générale
Chapitre I : Etude bibliographique
1.1. Etat de l’art
1.1.1. Hydrodynamique
1.1.2. Transfert thermique par convection forcée
Chapitre II : Rappels théoriques
2.1. Hydrodynamique
2.1.1. Hydrodynamique en régime laminaire
2.1.2. Hydrodynamique en régime turbulent
2.1.3. Longueurs d’établissements hydrauliques
2.2. Transfert thermique par convection forcée
2.3. Couches limites
2.4. Traitement près de la paroi.
2.4.1. Ecoulement turbulent près de la paroi
2.4.1.1. Région interne
2.4.1.2. Région externe
2.4.2. Échange de chaleur près de la paroi
Conclusion
Chapitre III : Modélisation numérique
3.1. Présentation du code de calcul FLUENT
3.1.1. Résolution numérique par la méthode des volumes finis
3.1.2. Procédure sous Fluent
3.1.2.1. Schémas de discrétisation
3.1.2.2. Choix de la formulation du solveur
3.1.2.3. Méthodes d’interpolation pour la pression
3.1.2.4. Couplage pression-vitesse
3.1.2.5. Facteurs de relaxation
3.2. Résolution numérique
3.2.1. Hydrodynamique
3.2.1.1. Géométrie
3.2.1.2. Simulations préliminaires
3.2.1.3. Paramètres de simulation
3.2.1.4. Effet du maillage
3.2.1.5. Etudes de sensibilité
3.2.2. Transfert thermique
3.2.2.1. Domaine de calcul
3.2.2.2. Paramètres de simulation
Conclusion
Chapitre VI : Résultats et discussion
4.1. Hydrodynamique
4.1.1. Longueur d’établissement
4.1.2. Champs des vitesses
4.1.3. Profils des vitesses
4.1.4. Coefficient de frottement
4.1.5. Nombre de Poiseuille
4.2. Transfert thermique
4.2.1. Nombre de Nusselt local
4.2.2. Nombre de Nusselt moyen
4.2.3. Coefficient d’échange thermique
4.2.4. Régime turbulent
Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie
♣ Extrait du mémoire
Chapitre 1: Étude bibliographique
Depuis plusieurs années, les écoulements et des transferts thermiques dans les microconduites sont bien présents dans la littérature scientifique.
Nous présenterons les résultats bibliographiques sur les frottements et les transferts thermiques par convection forcée, qui nous permettront de mieux cerner la problématique exposée en introduction générale.
1.1. Etat de l’art
L’utilisation de refroidisseurs à microcanaux pour les composants électroniques a été proposée en premier lieu par Tuckerman et Pease. Ils ont analysé le régime laminaire établi dans des canaux de section rectangulaire réalisés en silicium. Après les recherches de Tuckerman et Pease, beaucoup de recherches ont étudié l’écoulement et le transfert thermique dans des microcanaux comme, indiquée ci-dessous..
1.1.1. Hydrodynamique
Il existe beaucoup d’articles sur les études expérimentales et numériques de microécoulements qui ont été conduites pour caractériser les pertes de pression des écoulements de l’eau dans des microconduites lisses.
Il apparaît clairement sur la figure (1.1), qu’en ce qui concerne les écoulements microfluidiques (Re<100), les résultats obtenus sont pour le moins divergents avec les théories classiques, mais aussi contradictoires entre eux. A la lumière de cette figure, on peut classer les travaux présentés dans la littérature en trois catégories à partir d’une analyse du nombre de Poiseuille normalisé Po*, défini comme le rapport du nombre de Poiseuille expérimental sur le nombre de Poiseuille théorique..
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