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1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Ind

1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Industrielle Responsable du module : Mr. Abdellah IBRIR Chapitre I Introduction à Dynamique des Fluides Computationnelle (CFD)  Qu’est-ce que CFD? La dynamique des fluides numérique (CFD) est la science de la prédiction de l'écoulement des fluides, du transfert de chaleur et de masse, de la réaction chimique et des phénomènes connexes en résolvant numériquement l'ensemble des équations mathématiques gouvernantes : 1. Conservation de la masse, élan, énergie, masse des espèces, etc.  Les résultats de l'analyse CFD sont pertinents pour : 1. Etudes conceptuelles de nouveaux designs. 2. Développement de produit détaillé. 3. Dépannage. 4. Refonte.  L'analyse CFD complète les tests et l'expérimentation par : 1. Réduire l'effort total. 2. Réduire les coûts requis ou l'expérimentation.  Comment fonctionne CFD ? Les solveurs CFD sont basés sur la méthode des volumes finis 1. La région fluide est décomposée en un ensemble fini de volumes de contrôle. 2. Équations générales de conservation (transport) pour la masse, l'élan, l'énergie, les espèces, etc. sont résolus sur cet ensemble de volumes de contrôle. 1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Industrielle Responsable du module : Mr. Abdellah IBRIR 3. les équations différentielles partielles continues (les équations gouvernantes) sont discrétisées dans un système d'équations algébriques linéaires qui peuvent être résolues sur un ordinateur.  Présentation de la modélisation CFD Identification du problème 1. Définir vos objectifs de modélisation 2. Identifier le domaine que vous modéliserez.  Prétraitement et exécution du solveur 1. Créer un modèle solide pour représenter le domaine. 2. Concevoir et créer le maillage (grille). 3. Mettre en place la physique (la physique du modèle, les propriétés du domaine, les conditions aux limites). 4. Définir les paramètres du solveur. 5. Calculer et surveiller la solution.  Post-traitement 1. Examiner les résultats. 2. Envisager des révisions du modèle.  Définissez vos objectifs de modélisation Quels résultats cherchez vous? Quelles sont vos options de modélisation ?  Créer un modèle solide du domaine  Concevoir et créer le maillage Quel degré de résolution de maillage est requis dans chaque région du domaine ? 1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Industrielle Responsable du module : Mr. Abdellah IBRIR 1. le maillage doit résoudre les caractéristiques géométriques d'intérêt et capturer les gradients préoccupants.  quel type de maillage est le plus approprié ? tous dépendent : 1. la complexité de la géométrie. 2. pouvez-vous utiliser un maillage quad / hex ou est un maillage tri / tet ou hybride approprié 3. faire une interface maillée nécessaire.  avez-vous suffisamment de ressources informatiques ? 1. combien de cellules / nœuds sont nécessaires ? 2. Quels modèles physiques seront utilisés ?  Mailles Tri / Tet vs Quad / Hex  pour les géométries à flux aligné, les maillages quad / hex peuvent fournir des solutions de meilleure qualité avec moins de cellules / nœuds que les maillages tri / tet comparables 1. les maillages quad / hex montrent une fausse diffusion réduite lorsque le maillage est aligné avec le flux. 2. cela nécessite plus d'efforts pour générer un maillage quad / hex.  Les outils de maillage conçus pour une application spécifique peuvent rationaliser le processus de création d'un maillage quad / hex pour certaines géométries  Pour les géométries complexes, les maillages quad / hex ne présentent aucun avantage numérique, et vous pouvez économiser l'effort de maillage en utilisant un maillage tri / tet ou hybride 1. rapide à générer. 2. le flux n'est généralement pas aligné avec le maillage. 1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Industrielle Responsable du module : Mr. Abdellah IBRIR  les maillages hybrides combinent généralement des éléments tri / tet avec d'autres éléments dans des régions sélectionnées 1. par exemple, utiliser des éléments de coin / prisme pour résoudre la couche limite. 2. plus efficace et précis que le tri / tet seul.  un maillage multizone ou hybride utilise différentes méthodes de maillage dans différentes régions, par exemple : 1. maille hexagonale pour ventilateur et dissipateur de chaleur. 2. Maille Tet / prisme ailleurs.  les maillages multizones offrent une bonne combinaison de précision, de temps de calcul efficace et d'effort de maillage  lorsque les nœuds ne correspondent pas entre les régions, une interface de grille générale (GGI) peut être utilisée.  Maillages non assortis  les maillages non correspondants sont utiles pour le maillage de géométries complexes. 1. engrener chaque partie puis se rejoindre.  des interfaces maillées non correspondantes sont également utilisées dans d'autres situations 1. Modification des référentiels. 2. Déplacement des applications de maillage. Chapitre II Configuration des paramètres de physique et de solveur Pour un problème donné, vous devrez : 1. définir les propriétés des matériaux. 1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Industrielle Responsable du module : Mr. Abdellah IBRIR A / Fluide B / Solide C / Mélange 2. sélectionner les modèles physiques appropriés A / Turbulence B / Multi-phase 3. prescrire les conditions de fonctionnement 4. prescrire les conditions aux limites à toutes les zones limites. 5. fournir des valeurs initiales ou une solution précédente. 6. configurer les commandes du solveur. 7. configurer des moniteurs de convergence.  l'équation de conservation discrétisée est résolue de manière itérative ; un certain nombre d'itérations est nécessaire pour parvenir à une solution convergente  le traitement parallèle peut fournir des solutions plus rapides et accéder à plus de mémoire (résoudre les cas importants).  la convergence est atteinte lorsque : 1. les changements dans les variables de solution d'une itération à l'autre sont négligeables. 2. la conservation globale du bien est atteinte. 3. les quantités d'intérêt (par exemple traînée, chute de pression) ont atteint des valeurs stables.  la précision d'une solution convergente dépend de : 1. pertinence et précision des modèles physiques. 2. résolution et indépendance du maillage. 3. erreurs numériques.  examiner les résultats  examiner les résultats pour examiner la solution et extraire des données utiles 1. des outils de visualisation peuvent être utilisés pour répondre à des questions telles que : A / Quel est le schéma d'écoulement global ? B / y a-t-il une séparation ? 1er année Master HSI Matière : Logiciels Informatiques Dédies a la Sécurité Industrielle Responsable du module : Mr. Abdellah IBRIR C / d'où viennent les chocs, les couches de cisaillement, etc. D / Les principales fonctionnalités de flux sont-elles en cours de résolution ? 2. des outils de rapports numériques peuvent être utilisés pour calculer des résultats quantitatifs : A / Force et moments. B / Coefficient moyen de transfert de chaleur. C / quantités intégrées en surface et en volume. D / soldes de flux.  envisager des révisions du modèle  les modèles physiques sont-ils appropriés 1. l'écoulement est-il turbulent ? 2. le flux est-il instable ? 3. y a-t-il des effets de compressibilité ? 4. y a-t-il des effets 3D ?  Les conditions aux limites sont-elles correctes ? 1. le domaine de calcul est-il assez grand ? 2. les conditions aux limites sont-elles appropriées ? 3. Les valeurs limites sont-elles raisonnables ?  le maillage est-il adéquat 1. Le maillage peut-il être affiné pour améliorer les résultats ? 2. la solution change-t-elle de manière significative avec un maillage raffiné, ou le maillage est-il indépendant ? 3. faut-il améliorer la résolution du maillage de la géométrie/ uploads/Industriel/m1-hsi-chapitre-i-et-ii-module-logiciels-informatiques-dedies-a-la-securite-industrielle.pdf