Options de calcul CFD

Pour lancer le calcul, cliquez sur l'outil Mise à Jour des Données Calculées. Si un problème survient avec la création de la grille, la fenêtre des statistiques de la grille CFD apparaît pour afficher l'erreur. Il y a trois erreurs possibles :

1.	Le ratio d'aspect de cellule dépasse la limite maximale - vous devrez effacer le projet existant et en créer un nouveau en réduisant l'espace de la grille ou en augmentant la tolérance de fusion des lignes de grille d'une valeur adéquate (voir chapitre Gestionnaire de résultats CFD).

2.	La mémoire nécessaire dépasse la mémoire physique - vous devrez effacer le projet existant et créer un nouveau projet avec un espacement de grille par défaut supérieur ou envisager de simplifier le projet en termes de complexité d'assemblage, etc...

3.	Déséquilibre des flux – le débit total de flux spécifiés par les diffuseurs n'équilibrent pas le débit total des flux des grilles d'extraction. Vous devrez ajouter des diffuseurs ou des grilles d'extraction ou modifier les débits existants pour atteindre l'équilibre.

Si aucun problème n'est rencontré pendant la création de la grille, la fenêtre "Editer Options de calcul " s'affiche :

La fenêtre Editer Options de calcul est divisée en deux sections principales, les graphiques de résidus et du moniteur de cellule et le panneau des Options de calcul.

Il y a un groupe de boutons en bas de la zone de dialogue, qui vous permet de contrôler les calculs.

Interrompt ou met en pause le calcul. Une fois que les calculs ont été mis en pause, la fenêtre de calcul peut être fermée temporairement afin de voir les résultats.

Après avoir mis en pause les calculs, ils peuvent être réinitialisés pour recommencer depuis le début. Si la solution trouvée diverge et vous mettez en pause le calcul pour réduire la vitesse des faux pas de temps, vous devrez réinitialiser les calculs avant de les relancer.

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1 – k-e : Ce modèle est l'un des plus largement utilisé et testé de tous les modèles de turbulence, appartenant à la famille des modèles appelée RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes). Ces modèles impliquent de remplacer les vitesses instantanées de Navier-Stokes et des équations énergétiques par un composant moyen et fluctuant. Les équations qui en résultent ajoutent des nouveaux termes comme les composants de stress de Reynolds et de turbulence de flux de chaleur. Les stress de Reynolds sont remplacés par des termes impliquant des vitesses instantanées ou les viscosités moléculaires sont remplacées par les viscosités effectives et des substitutions similaires ont lieu pour les équations énergétiques. La viscosité effective est la somme des viscosités moléculaires et de la viscosité de turbulence, qui est dérivée de l'énergie cinétique des turbulences et du taux de dissipation de l'énergie cinétique des turbulences :

ou k = énergie cinétique de turbulence et e = taux de dissipation de l'énergie cinétique des turbulences

k et e sont tous les deux dérivés d'équations différentielles partielles qui sont elles mêmes dérivées de la manipulation des équations de Navier-Stokes.

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2 – Viscosité réelle constante : Le modèle de viscosité constante effective est une approche beaucoup plus simple et implique le remplacement de la viscosité moléculaire des équations de Navier-Stokes par une viscosité effective constante (typiquement de l'ordre de 100-1000). Bien que ce modèle soit incapable de modéliser les turbulences locales ou le transport de turbulence, il est informatiquement moins consommateur que le modèle k-e et peut être numériquement bien plus stable.

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1 - Décentré - Le processus de calcul implique de remplacer les jeux d'équations différentielles partielles par un jeu d'équations différentielles finies. L'approche conventionnelle pour cela est d'utiliser la formulation des séries de Taylor qui conduit à un jeu d'équations différentielles centrales. Toutefois, si cette approche est physiquement réaliste pour la diffusion elle ne l'est pas pour la convection à cause de sa nature en sens unique, c.a.d les conditions de flux montant affectent les conditions de flux descendant mais pas l'inverse. Le procédé décentré vous permet de calculer les termes convectifs en considérant que la valeur de la variable dépendante à l'interface d'une cellule est égale à la valeur à l'interface de la cellule qui reçoit le flux.

•	2 – Hybride – Une approche plus exigeante en termes de ressources informatiques que le procédé décentré mais qui réduit la diffusion numérique des valeurs hautes du nombre de Peclet.

C'est le nombre maximum d'itérations réalisées par la boucle de calcul itérative (voir le chapitre 'Calcul et Convergence CFD'). Les calculs se terminent lorsque le nombre d'itération atteint la valeur que la solution ait convergé ou non.

La température est considérée comme une constante pendant les calculs et l'équation énergétique est retirée des calculs.

Dans certains cas, une solution plus rapide peut être obtenue en réglant des conditions initiales plus proches des conditions attendues.

Sélectionnez n'importe quel moniteur puis la variable dépendante associée pour être affichée pour la cellule de ce moniteur (voir le chapitre Paramétrer les moniteurs de cellule CFD).

Sélectionnez les variables dépendantes et/ou la masse pour lesquelles les résidus doivent être affichés dans le moniteur de résidus. Le résidu de la masse est similaire à la variable dépendante résidu mais elle provient d'une équation de continuité d'équilibre de masse pour chaque cellule et constitue le résidu le plus important pour indiquer une solution qui a convergé avec succès.

Les calculs impliquent un procédé itératif imbriqué par lequel les équations de variables dépendantes sont résolues itérativement dans une boucle itérative globale (voir le chapitre Calculs et convergence CFD). Les paramètres de contrôle des variables dépendantes vous permettent de contrôler les calculs des variables dépendantes internes.

Les équations différentielles finies sont formulées comme des équations transitoires bien que les calculs soient essentiellement une photo à un instant donné. La raison pour cette formulation est que les termes transitoires fonctionnent comme une méthode de relaxation très efficace, ce qui peut ralentir la variations des variables dépendantes afin d'arriver à une solution plus stable. Les pseudo pas de temps est le pas de temps utilisé pour le terme pseudo-transitoires de l'équation de variable dépendante. Pour des flux de convection forcés, une hypothèse optimale pour les pseudo pas de temps est automatiquement calculée pour les vitesses, alors que pour les variations de densité, une valeur par défaut de 0,2 est utilisée. Réduire les pseudo pas de temps a pour effet de ralentir le changement des variables dépendantes et peut être utile pour remédier à des solutions instables.

Ceci la méthode de relaxation classique de la littérature. Elle peut être utilisée pour permettre d'assigner une partie seulement des valeurs calculées de l'itération courante à la variable dépendante. Toutefois, la méthode des pseudo pas de temps devrait plutôt être choisie.

La boucle d'itération extérieure est répétée jusqu'à ce que les équations différentielles finies de toutes les cellules soient satisfaites par les valeurs courantes des variables dépendantes appropriées. A ce point du procédé le modèle est dit avoir 'convergé'. Le résidu de variable dépendante est la quantité maximum pour le solde de l''équation pour toutes les cellules du domaine. On considère que la solution a convergé pour chaque variable dépendante lorsque le résidu est inférieur au résidu final.

Lisez le chapitre Calcul et Convergence CFD donne un aperçu des méthodes de calcul et pour vous aider à comprendre les concepts utilisés pour initialiser, contrôler et monitorer les calculs.