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Simulations aux grandes échelles du transfert de chaleur convectif des écoulements turbulents des nanofluides dans un tube uniformément chauffé

GS

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Ghofrane Sekrani : Université de Sherbrooke

Résumé de la communication

Le transfert de chaleur par convection joue un rôle important dans divers secteurs industriels, mais il est limité par les faibles propriétés thermiques des fluides classiques. Pour améliorer l’efficacité énergétique des processus industriels, une nouvelle classe des fluides caloporteurs appelée nanofluide, caractérisée par une conductivité thermique élevé, a été introduite. Le nanofluide est un mélange colloïdal constitué des particules nanométriques dispersées dans un fluide de base tel que l’eau et l’éthylène glycol. Dans le cadre de cette étude, l’écoulement turbulent du nanofluide Al2O3-eau dans un tube circulaire, soumis à un flux de chaleur de paroi uniforme et constant, a été étudié numériquement à l’aide de la simulation des grandes échelles (LES). Les effets de la concentration en nanoparticules et du nombre de Reynolds (10000˂Re˂20000) sur le champ dynamique et thermique de l’écoulement du nanofluide seront analysés en utilisant une approche monophasique basée sur des propriétés thermophysiques variables. A fin d’achever la résolution spatiale et temporelle nécessaire pour détecter et modéliser les structures tourbillonnaires agissant sur le processus du transfert thermique dans le tube, un calcul parallèle intensif a été effectué sur le supercalculateur Mammouth MP2. En outre, l’importance du calcul haute performance pour la modélisation avancée des écoulements complexes des nanofluides dans les systèmes thermiques a été démontrée.

Résumé du colloque

Ce colloque porte sur l’importance du calcul informatique de pointe (CIP) pour le Québec. Dans des domaines comme la dynamique des fluides, la physique ou la chimie numérique, le CIP joue un rôle prépondérant depuis plusieurs décennies et permet par exemple de concevoir des avions plus silencieux et économes. L’utilisation du CIP s’est cependant fortement diversifiée dans les dernières années. On l’utilise pour assurer l’efficacité énergétique de nos entreprises ou encore pour mieux comprendre la diversité des interactions entre les espèces et leurs relations complexes avec l’environnement. En santé, le développement de médicaments s’est grandement accéléré grâce à la modélisation et à la simulation de la dynamique des interactions moléculaires alors que le décodage du génome ouvre la porte à une future médecine personnalisée. En sciences humaines et sociales, on l’utilise pour comprendre les mécanismes de la perception de l’environnement acoustique, pour préparer des archives et des bibliothèques musicales ou pour procéder à l’analyse de textes à grande échelle. Finalement, un autre secteur où le CIP joue un rôle grandissant est l’exploration et l’exploitation de vastes banques de données numériques, que ce soit pour l’étude des médias sociaux ou pour la prise de décision en temps réel. Plusieurs des thèmes mentionnés ci-dessus feront l’objet de présentations lors de notre colloque.

Nous aurons également deux tables rondes qui permettront de discuter du rôle du CIP en dehors des sphères universitaires. Les thèmes abordés sont : les ressources de calcul informatique de pointe et la formation : un enjeu pour le Québec et l’entrepreneuriat de demain : l’innovation et le numérique. Ces tables rondes seront suivies par une session d’affiches où les étudiants faisant appel aux ressources de Calcul Québec présenteront leurs travaux.

Contexte

section icon Thème du congrès 2017 (85e édition) :
Vers de nouveaux sommets
section icon Date : 8 mai 2017

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