Comptes Rendus
Caractérisation de l'augmentation des transferts thermiques dans une couche de liquide diélectrique soumise à une injection unipolaire de charges électriques
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 3, pp. 150-157.

L'écoulement électro-thermo-convectif d'une couche horizontale d'un liquide diélectrique placé entre deux électrodes et soumise à l'injection de charges électriques et à l'application simultanée d'un gradient de température est analysé numériquement. Nous considérons le cas d'injection forte (pour ne tenir compte que de la force de Coulomb et négliger la force diélectrique) à partir d'une électrode placée au dessous ou au dessus de la couche de liquide. L'effet combiné des champs électrique et thermique sur la couche de fluide est analysé et le comportement de l'écoulement lorsque ces deux champs sont en compétition ou lorsqu'ils coopèrent est étudié. Il est démontré que l'électro-convection induite augmente les transferts de chaleur.

The electro-thermo-convective flow in a horizontal dielectric liquid layer placed between two electrodes and subjected to an injection of electric charges from one of the electrodes and at the same time to a thermal gradient is studied numerically. We consider the case of a strong charge injection in order to only take into account the Coulomb force disregarding the dielectric forces, from above and below the layer. The effect of the action of both electric and thermal fields on the dielectric liquid layer is analyzed and the behavior of the flow when these fields compete or cooperate is studied. It is demonstrated that the electrically induced convection enhances the heat transfer.

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DOI : 10.1016/j.crme.2009.03.003
Mot clés : Transferts thermiques, Electro-Hydro-Dynamique, Electro-thermo-convection, Instabilité de Rayleigh–Bénard, Augmentation des transferts thermiques, Nombre de Nusselt, Simulation numérique
Keywords: Heat transfer, Electro-Hydro-Dynamic, Electroc-thermo-convection, Rayleigh–Bénard instability, Increase of the heat transfer, Nusselt number, Numerical simulation

Philippe Traoré 1 ; D. Koulova-Nenova 2 ; H. Romat 1 ; A. Perez 3

1 Laboratoire d'études aérodynamiques, boulevard Pierre et Marie Curie, BP 30179, 86962 Futuroscope-Chasseneuil, France
2 Institute of Mechanics, Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia, Bulgarie
3 Dpto. De Electronica y Electromagnetismo, Facultad de Fisica, Avda. Reina Mercedes s/n, 41012 Sevilla, Espagne
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Philippe Traoré; D. Koulova-Nenova; H. Romat; A. Perez. Caractérisation de l'augmentation des transferts thermiques dans une couche de liquide diélectrique soumise à une injection unipolaire de charges électriques. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 3, pp. 150-157. doi : 10.1016/j.crme.2009.03.003. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2009.03.003/

[1] F. Pontiga; A. Castellanos Galerkin analysis of electro-thermal instabilities in plane liquid layers, IEEE Trans. Ind. Appl., Volume 30 (1994) no. 4, pp. 862-876

[2] F. Pontiga; A. Castellanos The onset of electrothermal convection in non-polar liquid layers on the basis of dissociation–injection conductivity model, IEEE Trans. Ind. Appl., Volume IA-28 (1992), pp. 520-527

[3] P. Atten; R. Moreau Stabilité électrohydrodynamique des liquides isolants soumis à une injection unipolaire, J. Mécanique, Volume 11 (1972) no. 3, pp. 471-521

[4] P. Atten; F.M.G. McCluskey; A.T. Pérez Electroconvection and its effect on heat transfer, IEEE Trans. Electr. Ins., Volume 23 (1988) no. 4, pp. 659-667

[5] A.T. Pérez; P. Atten; B. Malaraison; L. Elouadi; F.M.G. McCluskey Heat transfer augmentation induced by electrically generated convection in liquids (R. Shah; E. Ganic; K. Yang, eds.), Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Elsevier, 1988, pp. 941-947

[6] S. Chandrasekhar Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability, Clarendon Press, Oxford, 1961

[7] S.V. Patankar Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw–Hill, Washington, DC, 1980

[8] M. Fortin; R. Glowinsky Augmented Lagrangian Methods, North-Holland, Amsterdam, 1983

[9] H. Uzawa Iterative methods for concave programming (K.J. Arrow; L. Hurwicz; H. Uzawa, eds.), Studies in Linear and Non-Linear Programming, Stanford University Press, Stanford, CA, 1958, pp. 154-165

[10] H. Van Der Vorst Bi-CGSTAB: A fast and smoothly converging variant of Bi-CG for the solution of non-symmetric linear systems, SIAM J. Sci. Stat. Comp., Volume 13 (1992), pp. 631-644

[11] I. Gustafsson, On first and second order symmetric factorization methods for the solution of elliptic difference equations, Chalmers University of Technology, 1978

[12] Ph. Traoré, Contribution numérique à l'étude des transferts couplés de quantité de mouvement de chaleur et de masse dans un jet semi-confiné. Ph.D. Thesis, University of Toulouse III, France, 1996

[13] P.H. Gaskel, A.K.C. Lau, An assessment of direct stress modeling for elliptic turbulent flows with the aid of a non-diffusive, boundedness-preserving, discretization schemes, in: Proc. of the Fifth International Conference on Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, Montreal, 1987, pp. 351–362

[14] P.H. Gaskel; A.K.C. Lau Curvature-compensated convective transport: SMART, a new boundedness-preserving transport algorithm, Int. J. Numer. Methods Fluids, Volume 8 (1988), pp. 617-641

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