Numerical simulation

of coupled heat transfers through a building

 

Simulation numérique des transferts couplés

de chaleur à travers un bâtiment

 

L. Boukhattem1*, A. Bendou2, H. Hamdi3, D. R. Rousse4

1 EnR2E Laboratory, CNEREE, Cady Ayyad University Marrakech, Morocco

2 ENCG, University Ibn Zohr, Agadir, Morocco

3 LMFE CNRST Associated Research Unit (URAC27), FS, University Cady Ayyad Marrakech, Morocco

4 Industrial research chair in technologies of energy and energy efficiency (t3e), Montréal, Canada

* Corresponding author. E-mail: boukhattem.lah@gmail.com

Received: 23 December 2012; revised version accepted: 30 January 2013

 

Abstract 

     In this paper, we present a numerical study of the two dimensional heat transfers through a building for a Rayleigh number varying from 5.109 to 2.5 1010. Equations governing the heat conduction in the surrounding walls of building, the natural convection in the room and the radiation heat exchange between internal surfaces of studied building are solved using a finite difference technique based on the control volume approach and the SIMPLEC algorithm. The results, which are obtained in the case of steady fluid flow and laminar fluid flow, are presented in terms of isotherms, streamlines, vertical heat flux, horizontal heat flux and radiative fluxes for different Rayleigh number. These radiative fluxes are obtained on the hot surface and cold one of building.

 

Keywords: Building; Simulation; Coupled heat transfers; Conduction; Convection; Radiation; Adiabatic boundary.

 

Résumé

     Dans ce travail, nous présentons une étude numérique des transferts de chaleur bidimensionnels à travers un bâtiment pour un nombre de Rayleigh variant de 5.109 jusqu’à 2.5 1010. Les équations qui régissent la conduction d’énergie au sein des parois de la cellule, la convection naturelle à l’intérieur du local ainsi que les échanges de chaleur par rayonnement entre les surfaces internes du bâtiment en question sont discrétisées par la méthode des différences finies, basée sur l’approche des volumes de contrôles et sont résolues en utilisant l’algorithme SIMPLEC. Les résultats, qui sont obtenus dans le cas du régime permanent, pour un écoulement laminaire du fluide et pour différent nombre de Rayleigh sont présentés en terme des isothermes, lignes de courant, flux de chaleur vertical, flux de chaleur horizontal et flux radiatifs le long de la surface chaude et froide du bâtiment.

 

Mots clés: Bâtiment ; Simulation ; Transferts thermiques couplés ; Conduction ; Convection ; Rayonnement ; Condition d’adiabaticité.

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