L'investigation des instabilités convectives pour des fluides à faible nombre de Prandtl a fait l'objet de plusieurs études. Il s'agit ici de réaliser une extension à un bain fondu à surface libre ou rigide en changement de phase et de construire le diagramme de bifurcation correspondant. Quelques situations de contrôle à travers la chaleur latente et l'écart des conductivités solide/liquide sont considérées. L'approche de résolution adoptée est basée sur une méthode de localisation du front ayant montré une très bonne aptitude à la description des régimes convectifs en présence de changement de phase pour une configuration verticale confinée.
Convective instabilities of low Prandtl number fluids are subject to various studies. The purpose here is an extension to hydrodynamic transitions in the fluid phase with a free or rigid surface under phase change and to construct the corresponding bifurcation diagram. Investigations interesting the process control by using the latent heat and the solid/liquid thermal conductivity difference are considered. The solution methodology is based on a front localisation approach showing a very good ability to describe convection regimes coupled to the phase change transition in the case of vertical solidification with confinement.
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Keywords: Computational fluid mechanics, Thermal convection, Transitions, Interface, Free surface
El Alami Semma 1, 2 ; Mohammed El Ganaoui 3 ; Abdelkhalek Cheddadi 2 ; Patrick Bontoux 1
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El Alami Semma; Mohammed El Ganaoui; Abdelkhalek Cheddadi; Patrick Bontoux. Étude numérique des instabilités de la phase fluide et de l'interface de solidification en croissance dirigée horizontale. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 9, pp. 631-639. doi : 10.1016/S1631-0721(03)00150-5. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(03)00150-5/
[1] Computational Modelling for Fluid Flow and Interfacial Transport, Elsevier, Amsterdam, 1994
[2] Handbook of Crystal Growth 2A: Basic Techniques (D.T.J. Hurle, ed.), North-Holland, Amsterdam, 1994, p. 52
[3] The Growth of Crystals from Liquids (J.C. Brice, ed.), North-Holland, New York, 1976
[4] J. Fluid Mech., 64 (1974), p. 565
[5] Int. J. Numer. Methods Fluids, 7 (1987), p. 29
[6] Int. J. Numer. Methods Engrg., 25 (1988), p. 401
[7] Spectral simulations of oscillatory convection at low Prandtl number, Int. J. Numer. Methods Fluids, Volume 10 (1990), p. 481
[8] (B. Roux, ed.), Notes on Numerical Fluid Mechanics, 27, 1990
[9] H. De Groh III, Interface shape and convection during solidification and melting of Succinonitrile, NASA Technical Memorandum 106487, 1994
[10] Oscillatory convection in solidifying pure metal, Numer. Heat Transfer Part A, Volume 22 (1992), pp. 435-468
[11] Numerical study of convection in the directional solidification of a binary alloy driven by the combined action of buoancy surface tension and electromagnetic forces, J. Comp. Phys., Volume 168 (2001), pp. 384-411
[12] Covection phenomena at reduced gravity of importance for materials processing, Proc. Second Eur. Symp. On Material Sciences in Space, 1976 (ESA-SP-114)
[13] Numerical solidification of gravitationnal effects during directional solidification, Adv. Space Res., Volume 22 (1998) no. 8, pp. 1175-1178
[14] Localisation d'un front de solidification en interaction avec un bain fondu instationnaire, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. IIb, Volume 306 (1999), pp. 41-48
[15] Computational solution for fluid flow under solid/liquid phase change conditions, Int. J. Computers and Fluids (2002), pp. 539-556
[16] Finite volume methods (P.G. Ciarlet; J.-L. Lions, eds.), Handbook of Numerical Analysis, Vol. VII, North-Holland, 2000
[17] Bifurcation and stability analyses of horizontal Bridgman crystal growth of a low Prandtl number material, J. Crystal Growth, Volume 187 (1998), pp. 303-313
[18] Surface tension driven flow in crystal growth melts (H.C. Freyhardt, ed.), Crystals: Growth, Properties and Applications, Vol. 11, Springer-Verlag, Berlin, 1988, p. 75
[19] Beyond first order upwinding: the ULTRA-SHARP alternative for nonoscillatory steady-state simulation of convection, Int. J. Numer. Methods Engrg., Volume 30 (1990), pp. 729-766
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