Effect of solutal gradient on unsteady flow in a vertical bridgman cavity

Effet d’un gradient solutal sur l’évolution instationnaire de l’écoulement dans une cavité de Bridgman verticale inverse

A. Mouhsen1*, A. Semma1, A. Cheddadi2, A. Farchi1. M. Bouzi1

1 Laboratoire de Mécanique et Productique, Faculté des Sciences et Techniques de Settat, B.P. 577, Settat, Maroc.

2 Ecole Mohammadia d’Ingénieurs, Université Mohammed V, Agdal, Rabat, Maroc.

* Corresponding author. E-mail: mouhsen_ahmed@yahoo.fr

Received : 27 January 2005; revised version accepted: 15 June 2006

Abstract

The effect of a solutal gradient on the flow regime and thermal transfer in a vertical Bridgman cavity is presented. The numerical model adopted for the resolution of Navier-Stokes equations is based on a finite volumes method of second order in time and space. The bifurcation diagram shows the presence of multiple solutions and the appearance of oscillatory modes for weak frequency. The thermal transfer is definitely affected by this type of solutions.

Keywords : Thermosolutal convection; Crystal growth; Finite volume; Bifurcation diagram.

Résumé

L’étude de l’effet d’un gradient solutal inverse sur le régime d’écoulement et de transfert thermique dans une cavité de Bridgman verticale est présentée. Le modèle numérique adopté pour la résolution des équations de Navier Stokes est basé sur une méthode de volumes finis de second ordre en temps et en espace. Le diagramme de bifurcation montre la présence de solutions multiples et l’apparition de régimes oscillatoires de faible fréquence. Le transfert thermique est nettement affecté par ce type de solutions.

Mots clés : Convection thermosolutale; Bifurcation; Croissance cristalline; Volumes finis.

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