Numerical Study of Melting/Solidification

by an Hybrid Lattice Method

 

Etude Numérique du Changement de phase

par un couplage hybride Boltzmann/Volumes Finis (LBM/VF)

 

S. Addakiri 1,2*, E. Semma1, B. Pateyron2 , M. El Ganaoui2, K. Choukairy1, B. Nassereddine1

1 Université Hassan I, laboratoire de mécanique, FST de Settat B.P. 577, Settat, Maroc

2 Université de Limoges/CNRS, SPCTS, UMR CNRS 6638, 123, Albert-Thomas, 87000 Limoges, France

* Corresponding author. E-mail: soumia_a@yahoo.com

Received: 26 January 2009; revised version accepted: 03 March 2009

 

Abstract

    In this paper, we propose a hybrid method coupling a Lattice Boltzmann Method (LBM) and a Finites Volumes Method (FVM), to study melting and solidification problems. The LBM is used to determine the dynamics field while the FVM is applied to discretize the energy equation. This model is validated by comparison to available literature results concerning a square cavity heated without phase change then for the melting of Gallium in an enclosure commonly used as benchmark test case.

 

Keywords:   Lattice Boltzmann; Finites volumes; Phase change.

 

Résumé

   On se propose de développer un couplage hybride de la méthode de Gaz sur Réseau ou lattice Boltzmann (LBM) et de la méthode des volumes finis (VF) pour étudier les problèmes de changement de phase solide/liquide. La méthode LBM est utilisée pour déterminer le champ des vitesses tandis que la technique des volumes finis est appliquée pour discrétiser l’équation de conservation de l’énergie. Ce modèle est validé en comparaison avec des résultats de référence concernant une cavité carrée différentiellement chauffée sans changement de phase puis pour la fusion du Gallium dans une cavité allongée. Le présent travail est étendu  par la suite à l’étude de la cinétique de changement de phase d’une cavité carrée fluide en cours de solidification

 

Mots clés:   Lattice Boltzmann; Volumes finis; Changement de phase.

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