Numerical analysis of MHD double diffusive nano-fluid convection in a cavity using FEM

Dans cet article, on étudie le phénomène de convection à double diffusion dans une cavité soumise à un champ magnétique. Diverses enquêtes sont menées sur les taux de transfert de chaleur et de masse dans la cavité remplie de nanofluides à base d’eau contenant différentes nanoparticules, notamment Ag, Cu et TiO2. Les flancs de la cavité sont chauffées et concentrées de manière différentielle tout en maintenant les murs supérieure et inférieure adiabatique au flux thermiques et massiques. La méthode des éléments finis (MEF) pondérés résiduels de Galerkin est utilisée pour résoudre les équations de conservation, à savoir l’équation de transport du tourbillon, les équations de Poisson de vélocité, les équations de bilan de masse et d’énergie. Le modèle Maxwell-Garnett est utilisé pour évaluer le rapport de conductivité thermique tandis que le modèle Brinkman est utilisé pour prédire la viscosité effective. Des études numériques sont effectuées sur l’effet de paramètres tels que l’intensité du champ magnétique, la fraction volumique des particules, le type de nanoparticules et le nombre de Rayleigh thermique sur les taux de transfert de chaleur et de masse dans le système. L'effet de l'inclusion de nanoparticules à différents niveaux d'intensité de champ magnétique est étudié et les résultats obtenus avec différentes nanoparticules à variation du nombre de Hartmann sont comparés. Il s’agit d’ une perte maximale de 71% et de 78% dans les nombres de Nusselt et de Sherwood, avec une augmentation du nombre de Hartmann de 0 à 100. Le profit ou la perte entre le rapport Nusselt du nano fluide et celui du fluide de base ont tendance à augmenter avec augmentation de l'intensité du champ magnétique et de la fraction volumique des particules. In this paper double diffusive convection phenomenon in a cavity subjected to magnetic field is studied. Various investigations are conducted on heat and mass transfer rates in the cavity filled with water based nano fluid containing different nano particles including Ag, Cu and TiO2. The side walls of the cavity are differentially heated and concentrated while both the top and bottom walls are kept adiabatic to heat and mass flow. Galerkin’s weighted residual finite element method is used to solve the conservation equations namely vorticity transport equation, velocity Poisson equations, energy and mass balance equations. Maxwell-Garnett model is used for evaluating thermal conductivity ratio and Brinkman model is used in predicti