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1. Introduction Ansys, Inc. est une société américaine basée à Canonsburg, en P

1. Introduction Ansys, Inc. est une société américaine basée à Canonsburg, en Pennsylvanie . Elle développe et commercialise des logiciels de simulation d'ingénierie multiphysique pour la conception, les tests et l'exploitation de produits et propose ses produits et services à des clients du monde entier. Ansys a été fondée en 1970 par John Swanson . Swanson a vendu sa participation dans l'entreprise à des capital-risqueurs en 1993. Ansys est devenu public sur le NASDAQ en 1996. Dans les années 2000, Ansys a fait de nombreuses acquisitions d'autres sociétés de conception technique, acquérant des technologies supplémentaires pour la dynamique des fluides, la conception électronique et d'autres analyses physiques. Ansys est devenu une composante de l'indice NASDAQ-100 le 23 décembre 2019. 1.1Logiciel de simulation ANSYS ANSYS est un logiciel de simulation numérique FEM leader de son marché utilisé dans le développement de produits industriels. Il couvre toutes les étapes nécessaires à une simulation : le traitement géométrique, le maillage, la résolution, le traitement de résultats et l'optimisation. ANSYS offre une plateforme de calcul multi-physique intégrant la mécanique des fluides et des structures, l'électromagnétisme, la thermique ainsi que la simulation de systèmes et de circuits. Les utilisateurs ANSYS sont de domaines industriels différents telles que la construction de machines, les secteurs de l'énergie, l'automobile, le ferroviaire, l'aérospatial, le médical, la microtechnique, la micro-électronique ou encore les biens de consommation. ANSYS pour la mécanique des fluides La dynamique des fluides (Computational Fluid Dynamics, CFD) est un outil qui dispose d'une flexibilité, d'une précision et d'un champ d'application incroyable. Cependant, si vous souhaitez disposer d'un excellent logiciel de CFD qui vous permette d'optimiser vos modèles, vous devez le choisir avec précaution. Pour obtenir d'excellents résultats de CFD, vous avez besoin d'un excellent logiciel. ANSYS CFD va au-delà des résultats qualitatifs pour fournir des prédictions quantitatives précises des interactions et d’échange de fluides. Ces connaissances révèlent des opportunités inattendues pour votre produit que même des analystes en conception expérimentés pourraient manquer. 1 2. Première partie : Géométrie et Maillage 2.1. La géométrie étudiée Ce cours fournit les instructions utilisées pour chaque étape dans le procédé de génération de la géométrie et du maillage d'une conduite avec un changement brusque de section (figure 1) en utilisant le logiciel ANSYS ICEM CFD. L'utilisateur apprend non seulement l'ordre des commandes, mais vient également de comprendre le concept derrière les différentes commandes. Plusieurs méthodes peuvent être employées pour arriver au résultat final ainsi l'auteur choisit la méthode qui peut être la plus aisée pour un débutant. Après le passage par ces instructions, l'utilisateur sera capable d'étendre sa connaissance des fonctions dans des projets similaires. 2.2. Présentation de l’ANSYS ICEM CFD Ce module permet de préparer la configuration géométrique du problème étudié et de générer le maillage de manière assez conviviale bien qu'assez simple. Dans le cas de notre travail on a fait recours à l’ICEM CFD, l’un des avantages de ce logiciel, est sa simplicité ainsi que sa robustesse envers la réalisation des géométries les plus complexes. Pour le maillage, ICEM CFD utilise des structures mono ou multi-blocs en fonction de la géométrie, il permet de générer deux types de maillages, entre autre le maillage tetrahedral et le maillage hexahedral. Pour chaque configuration (géométrie – maillage) un fichier de donnés (*.cfx5) doit être exporté ver CFX. L’interface graphique de l’ANSYS ICEM CFD est montrée sur la figure 2 et contienne les éléments suivants : 2.2.1. MENU PRINCIPAL Plusieurs des éléments de menu suivants sont accessibles sous forme d'icônes a. Fichier : Le menu Fichier permet de créer ou d'ouvrir des projets existants, de charger et d'enregistrer des fichiers, d'importer et d'exporter des géométries et d'initialiser les scripts. b. Modifier : Ce menu contient Annuler / Rétablir, l'option d'ouvrir une fenêtre de Shell et diverses commandes internes de conversion de maillage / géométrie. c. Affichage : contient diverses options pour la vue standard, les contrôles et les annotations. d. Info : Ce menu permet à l'utilisateur d'obtenir diverses informations concernant La géométrie, le maillage et les entités individuelles. e. Paramètres : contient les paramètres par défaut pour les performances, les graphiques et autres paramètres les plus susceptibles d'être utilisés plus de 90% du temps par un utilisateur spécifique. f. Aide : Contient des liens vers des didacticiels, des guides d'utilisation et des informations sur la version. 2 2.2.2. UTILITAIRES Représentation des icônes de certaines des fonctions les plus couramment utilisées représentées dans le menu principal, y compris l'ouverture / la fermeture d'un projet, l'annulation / refaire, et les options d'affichage. Il comprend également la mesure et la configuration des systèmes de coordonnées locales. 2.2.3. FONCTIONS La fonctionnalité principale pour l'ensemble du processus de génération de grille est accessible via les onglets de fonctions qui incluent: la géométrie, le maillage, le blocage, l'édition du maillage, la sortie, le post-traitement, etc. a. Le menu géométrie : Le menu Géométrie comprend des fonctions pour la création, l'édition et la réparation de la géométrie. b. Le menu maillage : Le menu Mesh contient les modules de maillage CFD ANSYS ICEM ainsi que des options pour définir des tailles de mail. Les boutons suivants conduiraient à différents modules de génération de maillage, que la société ANSYS ICEM CFD conserve et développe: Configuration du maillage global Configuration du maillage partiel Configuration du maillage de surface Configuration du maillage de la courbe Créer une densité de maillage 3 Définir les connecteurs Mailler une Courbe Compute Mesh. c. Le menu Edit Mesh: Le menu Éditer le maillage contient les outils nécessaires au montage du maillage, à la fois automatisé et manuel. Les opérations comprennent : Créer des éléments Extruder le maillage Vérifier le maillage Qualité de maillage Maillage lisse globalement Lisse Hexaédrique maille orthogonale Réparation du maillage Fusionner les noeuds Déplacer les noeuds Transformer le maillage Convertir le type de maille Ajuster la densité du maillage Renommer le maillage Supprimer les noeuds Supprimer les éléments Remarque L'édition de maillage est nécessaire pour améliorer sa qualité. Pour le maillage Hexa, l'élément idéal sera un cuboïde, et dans le cas du maillage Tetra, l'élément idéal est un tétra avec des longueurs de côtés égales et des triangles équilatéraux pour chaque face. Edit Mesh possède les outils nécessaires pour modifier tous les éléments qui ne sont pas similaires à l'élément idéal. e. Le menu Sortie Le menu Sortie contient tous les outils nécessaires pour configurer le modèle et écrire au solveur : Ce menu permet de : Sélectionner le Solveur Déterminer les Conditions aux limites Modifier les paramètres Ecriture du fichier d'Entrée 4 Géométrie Contrôle l'affichage des points, des courbes, des surfaces et des corps (volumes de matériau). Les sous-ensembles peuvent également être créés, affichés et modifiés. Un sous-ensemble donné peut contenir un nombre quelconque de différents types de géométrie. Une entité donnée peut appartenir à plus d'un sous-ensemble. Maillage Contrôle l'affichage de tous les types de maille: points (noeuds), lignes (barres), coquilles (tris ou quads) et volumes (tetras, pyramides, prismes, hexas). Les sous-ensembles de cette catégorie sont les mêmes que pour la géométrie, mais ne contiennent que des types d'éléments maillés. Partes Toutes les entités, géométrie ou maillage, sont associées à une partie donnée. Une entité ne peut appartenir à plus d'une partie. Avec cette association, les groupes d'entités, quel que soit leur type, peuvent être activés et désactivés. Les pièces ont une couleur spécifique pour les distinguer des autres pièces. Les pièces peuvent être faites sous-catégories d'assemblages, créées par la sélection de la souris droite sur "Pièces". Les pièces individuelles peuvent ensuite être glissées et déposées dans l'assemblage. L'activation ou la désactivation de l'ensemble active ou désactive toutes les pièces de l'ensemble comme pour toute catégorie / sous-catégorie. 2.3. Commencer un nouveau projet : Premièrement il faut ouvrir le logiciel ANSYS ICEM CFD soit en double cliquant sur son raccourci dans le bureau ou par l'instruction Démarrer/Tous les programmes/ ANSYS NN.N/Meshing/ ICEM CFD. Pour lancer un nouveau projet utiliser le bouton gauche de la souris pour appliquer les instructions de la figure 3. Dans la fenêtre qui apparaît (figure 4), choisissez un dossier pour votre projet et un nom. Attention : Pour chaque projet le logiciel génère plusieurs fichiers, il est donc préférable de créer un nouveau dossier pour chaque projet. 2.4. Dessin de la géométrie : 5 Explication : Les valeurs tapées dans la boite de dialogue XYZ size correspondent respectivement à la longueur suivant l'axe X, la hauteur suivant l'axe Y et la largeur suivant l'axe Z. Les coordonnées cartésiennes des points de la figure sont tapées dans la boite de dialogue Box Origin . P1(0,0) ;p2(10,0) ;p3(10,6) ;p4(0,6) ;p5(1.8,3) ;p6(2.1,3) ;p7(1.8,3.3) ;p8(2.7 ,2.7) P9(2.7,3.3) ;p10(3.3,3.3) ;p11(3.3,2.7) Apres des étapes montrées dans la vidéo nous obtenons la forme Puis après ca on fait une surface entre deux lignes : La fonction "Build Topology" Crée une série de courbes et de points à partir des bords extérieurs et des coins selon la proximité des bords des surfaces entre eux. Si les courbes sont en dessous d'une tolérance géométrique, elles sont fusionnées ensemble en tant qu'une. Les courbes sont alors uploads/Geographie/ drai.pdf