Simulation sous COMSOL , des traitementsthermiques d’une particule sphérique injectée dans un fluide à haut température : application pour un matériau pur : le cuivre

Abstract

Résumé Ce travail est consacré à la modélisation et l’investigation du transfert de chaleur au sein d’une particule sphérique d’un métal pur, Le modèle de simulation numériques présentés s’appliquent en principe au changement d’état, solidification et ou fusion. L’approche théorique et la formulation du model physique c’est basé sur la méthode à capacité effective pour prendre en considération l’effet du changement de phase SolideLiquide. Un model physique de transfert de chaleur avec changement de phase fondé sur la résolution de l’équation de la chaleur adaptée à géométrie sphérique, et aussi la résolution du problème de Stephan pour le suivi du franc de fusion. La résolution numérique du problème est effectuée sous le logiciel COMSOL Multiphysics dans lequel on introduit deux fonctions qui lui permettent de prendre en considération le changement de phase. Les résultats serons validés pour le model unidimensionnels avec la solution exacte de Newman et les résultats obtenus avec un programme en Fortran.

Abstract The main purpose of this work is to design and investigate the heat transfer in a spherical particle of a pure metal, the numerical simulation model that we have here deals with state changing, solidification and/or fusion. Theoretical approach and the physical model formulation is based on the effective capacity method to have in consideration the effect of the phase changing Solid-Liquid. A physical model of heat transfer with phase changing based on the resolution of the heat equation adapted to the spherical geometry, and also the resolution of Stephan’s problem for the tract of the fusion interface. The numerical resolution of the problem is made under COMSOL Multiphysics in which we introduce two functions that will make it taking in consideration the phase changing. The results will be validated for the 1-D model with the exact solution of Newman and the results of a FORTRAN program.