Comptes Rendus
no. 2
An example of entropy balance in natural convection, Part 1: the usual Boussinesq equations
[Un exemple de bilan d'entropie pour la convection naturelle, Partie 1 : les équations de Boussinesq usuelles]

Présenté par : Sébastien Candel

Michel Pons1  ; Patrick Le Quéré1
1 Laboratoire d'informatique pour la mécanique et les sciences de l'ingénieur, CNRS-LIMSI, BP 133, bâtiment 508, campus universitaire, 91403 Orsay cedex, France
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 2, pp. 127-132.

. Les simulations numériques réalisées avec les équations de Boussinesq usuelles ne peuvent pas donner un bilan d'irréversibilités fermé. L'analyse thermodynamique démontre que ces équations représentent un système qui échange avec l'extérieur, en plus des deux flux de chaleur, deux flux d'énergie mécanique : un flux entrant, qui est la source du mouvement du fluide, un flux sortant, qui est dû à la friction visqueuse. Grâce à cette analyse, les incohérences thermodynamiques trouvent une explication.

Numerical simulations of natural convection in cavities performed with the usual Boussinesq equations result in an unbalanced irreversibility budget. Thermodynamic analysis shows that these equations represent a system that exchanges with the surroundings, not only two heat fluxes, but also two fluxes of mechanical energy: an input, that generates the fluid motion, and an output, due to viscous friction. After this analysis, the thermodynamic discrepancies can be explained.

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DOI : 10.1016/j.crme.2004.11.011
Keywords: Heat transfer, Fluid mechanics, Natural convection, Boussinesq, Thermodynamics, Irreversibility
Mot clés : Transferts thermiques, Mécanique des fluides, Convection naturelle, Boussinesq, Thermodynamique, Irréversibilités
Michel Pons 1 ; Patrick Le Quéré 1

1 Laboratoire d'informatique pour la mécanique et les sciences de l'ingénieur, CNRS-LIMSI, BP 133, bâtiment 508, campus universitaire, 91403 Orsay cedex, France 
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[1] M. Pons; P. Le Quéré An example of entropy balance in natural convection, Part 2: the thermodynamic Boussinesq equations, C. R. Mecanique 333 (2005) (in this issue) | DOI

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