Méthodologie de calcul des forces fluides sur une structure en grand

EDF Recherche et Développement1
Méthodologie de calcul des
forces fluides sur une
structure en grand
déplacement avec
Code_Saturne et la méthode
ALE
Séminaire LaMSID
28 mars 2012
J. Berland, P. Moussou, L. Divaret

Structure en grand déplacement
Contexte
Dans le cadre du projet Comportement
Assemblage Combustible
Étude d’accident : séisme
Assemblage soumis à de grands déplacements dans un milieu fluide
Faire évoluer les modèles prédictifs (d’interaction fluide-structure)
Utiliser la CFD de façon exploratoire
Long terme
Calcul des forces fluides agissant sur un assemblage (simplifié)
Proposer une vision complémentaire de l’approche expérimentale (cf. thèse
de Lise Divaret et essais DEDALE)
Moyen terme
Aborder des calculs d’écoulements autour de structures grand déplacement
avec Code_Saturne et la méthode ALE
Validation et appropriation de l’outil numérique

Simulations ALE avec Code_Saturne
Validation
Validation avancée
Structures en mouvement forcé
Déterminer les bonnes pratiques pour assurer la qualité de la solution
Maillage, pas de temps, modèle géométrique (2D/3D), modèle de turbulence
Peu de données disponibles dans la littérature
Plan de validation progressif de Code_Saturne+ALE :
U≠
≠≠
≠0 U≠
≠≠
≠0 U≠
≠≠
≠0
U≠
≠≠
≠0
U=0
U=0
Cylindre
Fluide repos
Faisceau
Fluide repos
Cylindre
Ecoul
t
axial
Faisceau
Ecoul
t
axial
Faisceau + Grille
Ecoul
t
axial
Assemblage
Ecoul
t
axial

Simulations ALE avec Code_Saturne
Méthode ALE
« Arbitrary Lagrangian Eulerian »
Technique de résolution d’équations sur des maillages en
déformation
Pas de remaillage, seulement déformation, la connectivité des nœuds de
change pas
Permet d’aborder le calcul CFD avec des structures en mouvement
Mise en œuvre relativement simple pour un solveur aux volumes
finis
Modification de la vitesse de convection dans les équations de transports
Technique de déformation du maillage
Déformation « manuelle » du maillage : mouvement imposé par
l’utilisateur pour toutes les cellules
Déformation par propagation des déplacements imposés seulement à
certaines frontières du domaine
Par diffusion dans Code_Saturne

Simulations ALE avec Code_Saturne
Limitations de la méthode ALE
Confinement
Confinement
Pas de remaillage envisageable en cours de
calcul
Retournement de maille possible
e.g., cas d’un cylindre en (très) grand
déplacement dans un milieu confiné