Modélisation numérique du fonctionnement d’un four solaire : conception et validation

Abstract

L’objectif de ce travail est de concevoir un modèle numérique fiable et capable de simuler la distribution temporelle et spatiale des paramètres physiques tels que la température, la vitesse moyenne du fluide et la pression absolue dans un four solaire en utilisant le logiciel COMSOL Multiphysisics version 5.3 développé par la méthode des éléments finis. Pour cela, une première partie numérique détaille le modèle fluide-thermique développé dans ce travail. Celui-ci est un couplage de deux physiques : l’équation de la chaleur dans les fluides et dans les solides et l’équation de Navier-Stokes qui modélise l’écoulement laminaire de l’air présent dans le four. Pour valider cette partie numérique, une expérience a été réalisée sur un four solaire de type boîte. Des thermocouples ont été placées à différents endroits du four solaire de type boîte afin d’y mesurer les températures durant le temps d’ensoleillement. Les résultats expérimentaux, comparés aux résultats numériques, sont en parfaite adéquation avec les résultats issus du modèle numérique quantifier.