| Effet d'un champ magnétique externe sur la convection naturelle mixte tridimensionnelle dans des cavités remplies par un nanofluide et munie d'un obstacle (Effect of an external magnetic field on three-dimensional natural and mixed convection in nanofluid-filled cavities ) | ||
Gal, Soulayma - (2025-12-12) / Université de Rennes, Université du Centre (Monastir, Tunisie). Ecole nationale d'ingénieurs - Effet d'un champ magnétique externe sur la convection naturelle mixte tridimensionnelle dans des cavités remplies par un nanofluide et munie d'un obstacle Langue : Français Directeur de thèse: Estellé, Patrice; Hassen, Walid Laboratoire : Laboratoire de génie civil et génie mécanique Ecole Doctorale : SPI.BZH Thématique : Sciences de l'ingénieur | ||
Mots-clés : Nanofluides à base de carbone, Graphène, Nanoparticules Fe₃O₄, Intensification du transfert thermique, Magnétohydrodynamique (MHD), Convection dans Microéchangeurs, Nanofluides, Nanotubes, Graphène Résumé : Cette thèse porte sur l’intensification des transferts thermiques au moyen de nanofluides à base de structures carbonées, en associant une caractérisation expérimentale rigoureuse et une modélisation numérique avancée sous COMSOL Multiphysics. Deux formulations industrielles un nanofluide au graphène et un nanofluides hybride graphène–Fe₃O₄ ont été étudiées. Leurs propriétés thermophysiques et électriques ont été mesurées en fonction de la concentration massique (0,005–0,2 %) et de la température (283,15–313,15 K), puis comparées à des modèles théoriques et complétées par des corrélations empiriques. La première étude numérique analyse la convection naturelle magnétohydrodynamique dans une cavité tridimensionnelle en utilisant un nanofluide à base de nanotubes de carbone (CNT), afin de comprendre les mécanismes fondamentaux du transfert thermique. Les simulations montrent que l’ajout de nanoparticules renforce les échanges thermiques, tandis que le champ magnétique permet un contrôle actif des mouvements convectifs. La seconde étude porte sur la convection mixte dans un micro-échangeur à contre-courant utilisant les nanofluides caractérisés. Elle évalue l’impact des paramètres électromagnétiques, des vitesses d’entrée et des propriétés spécifiques des nanofluides sur les performances thermiques globales. Les simulations identifient des zones de performance optimale dépendant de la configuration de l’écoulement, de la nature du nanofluide et des conditions opératoires. Résumé (anglais) : This PhD thesis focuses on enhancing heat transfer using carbon-based nanofluids, combining rigorous experimental characterization with advanced three-dimensional numerical modeling under COMSOL Multiphysics. Two industrially produced formulations a graphene-based nanofluid and a hybrid graphene–Fe₃O₄ nanofluid were investigated. Their thermophysical and electrical properties were measured as functions of mass concentration (0.005–0.2 %) and temperature (283.15–313.15 K), and compared with theoretical models, complemented by empirical correlations. The first numerical study analyzes natural magnetohydrodynamic (MHD) convection in a three-dimensional cavity using a carbon nanotube (CNT)-based nanofluid, to understand the fundamental mechanisms of heat transfer. Simulations show that nanoparticle addition significantly enhances thermal performance, while the magnetic field enables active control of convective flows. The second study addresses mixed convection in a counter-flow microchannel using the characterized nanofluids. It evaluates the impact of electromagnetic parameters, inlet velocities, and nanofluid properties on overall thermal performance. The simulations identify optimal performance regions, depending on the flow configuration, nanofluid type, and operating conditions. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-21931 | ||
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