Couplage de la fusion des Matériaux à Changement de Phase avec la dynamique des fluides numérique dans un échangeur thermique
Loading...
Date
2025-07-01
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Faculté des Sciences
Abstract
Ce mémoire de Master traite du couplage de la fusion des matériaux à changement de phase
(PCM) avec la dynamique des fluides numérique (CFD) dans un échangeur thermique innovant.
Dans un contexte de transition énergétique, l’étude explore l'utilisation des PCM pour le stockage
d’énergie thermique, grâce à leur capacité à absorber et restituer de grandes quantités de chaleur
lors de leur changement d’état. L’objectif principal est de développer un modèle numérique
robuste capable de simuler de manière couplée les phénomènes de changement de phase et les
écoulements turbulents du fluide caloporteur. Pour cela, une méthodologie basée sur la méthode
enthalpie-porosité et les équations de Navier-Stokes est mise en oeuvre à l’aide du logiciel Ansys
Fluent, en considérant une configuration géométrique particulière : un échangeur à tube coaxial
avec rotation de la paroi interne. L’étude met en évidence l’influence de paramètres clés, tels que
les nombres de Reynolds et de Taylor, sur l’évolution de la vitesse, de la température et de la
fraction liquide dans le système. Les résultats obtenus permettent d’identifier les mécanismes
physiques dominants, d’optimiser les performances thermiques de l’échangeur et d’établir des
recommandations pour l'intégration efficace des PCM dans les systèmes énergétiques. Ce travail
apporte ainsi une contribution scientifique et technique significative à la conception de systèmes
de stockage thermique plus performants, répondant aux enjeux environnementaux et énergétiques
actuels