Cap sur de nouveaux horizons grâce à l'application de création de modèles fluides sur 3DEXPERIENCE

La simulation par dynamique des fluides computationnelle est largement utilisée dans la modélisation des écoulements de fluides, notamment dans le cadre d'études de gestion thermique. Le rôle d'ingénieur en dynamique des fluides sur la plateforme3DEXPERIENCE comprend une application native intitulée « Création de modèles de fluides », qui permet aux utilisateurs de se plonger dans les subtilités de la représentation virtuelle des écoulements de fluides sans avoir à faire face à des complexités excessives lors de la configuration du modèle.

En analyse de la dynamique des fluides, un domaine fluide désigne l'espace 3D dans lequel vous souhaitez analyser l'écoulement d'un fluide. Il s'agit d'un volume fini composé d'une ou plusieurs régions fluides. L'application « Création de modèles fluides » vous permet de créer et de gérer le domaine fluide dans le cadre du rôle d'ingénieur en dynamique des fluides.

Le domaine fluide, la région fluide et les ouvertures peuvent être configurés à l'aide de l'option « Configuration du modèle » ou de l'option « Domaine fluide » disponibles dans l'application de création de modèles fluides. Ces options sont accessibles via le panneau Assistant ou la barre d'actions, comme illustré ci-dessous.

L'option « Configuration du modèle » constitue une méthode simplifiée permettant d'effectuer la plupart, voire la totalité, des opérations nécessaires à la définition des composants de modélisation d'une simulation. Cette option permet également de définir des paramètres communs au niveau de l'assemblage global. Elle est adaptée aux simulations utilisant une géométrie solide et ne comportant aucune définition de surface. Si votre modèle comprend des coques, des définitions de surface ou des maillages orphelins importés d'autres modèles de simulation, cette option n'est pas recommandée.

L'option « Configuration du modèle » vous permet de définir tout ou partie des caractéristiques suivantes du modèle : le type d'étude d'écoulement (écoulement interne ou externe), l'emplacement du domaine fluide, les effets thermiques dus au transfert de chaleur à travers les pièces solides, le matériau du fluide et la densité globale du maillage. Une fois ces propriétés de modélisation définies lors de la configuration du modèle, vous pouvez également les modifier individuellement par la suite.

Si le modèle d'analyse d'écoulement comprend des coques, des définitions de surface ou des maillages orphelins, vous devez définir le domaine de fluide, les sections de fluide et l'affectation des matériaux dans des actions distinctes.

Il est possible de définir un domaine fluide dont les limites sont entièrement déterminées par les éléments structurels de votre simulation. Vous pouvez également définir un domaine fluide en fonction de la géométrie d'une pièce et d'autres caractéristiques, telles que des boîtes englobantes, des plans ou des sous-régions de vos pièces structurelles. Cette dernière méthode nécessite également de spécifier les ouvertures qui font partie du domaine fluide. Les régions fluides (que vous délimitez à l'aide de pièces, de géométries extérieures et d'ouvertures) correspondent aux volumes dans lesquels le fluide s'écoule.

Lors de la configuration de la région de fluide, vous sélectionnez une surface interne ou externe comme région. La direction du symbole indique l'emplacement du volume de fluide. Le symbole de la région de fluide peut ensuite servir de référence dans les cas où le volume de fluide extrait doit être utilisé comme donnée d'entrée.

Pour une analyse interne, vous pouvez sélectionner une face de la surface qui entoure la cavité se remplissant de fluide pendant la simulation ; par exemple, la paroi interne d'un tuyau. Un groupe de surfaces préalablement sélectionnées peut également être utilisé dans la définition. Si le modèle comporte plusieurs volumes de fluide distincts, cette opération doit être répétée pour définir une région de fluide pour chaque volume. Bien entendu, plusieurs sections de fluide devront être définies lorsqu'il existe plusieurs régions de fluide contenant chacune un fluide différent.

On trouve ci-dessous un modèle de simulation d'écoulement comportant un seul domaine fluide destiné à une analyse interne.

Pour une analyse externe, vous sélectionnez une surface sur laquelle vous souhaitez que le fluide ou le gaz s'écoule.

L'option « Initialisation du modèle » permet de générer automatiquement un maillage et de définir les propriétés des sections solides pour toutes les pièces de l'analyse dans lesquelles les effets de transfert thermique sont pris en compte. Cette méthode constitue un raccourci par rapport à la création séparée du maillage et des sections solides.

Une fois les zones de fluide définies à l'aide de l'option « Configuration du modèle » ou « Domaine de fluide », il faut définir les ouvertures d'écoulement.

Une ouverture est une face qui délimite une région de fluide, telle qu'une boucle fermée de arêtes ou une série d'arêtes reliées à un plan de délimitation ou à un axe de symétrie. Elle représente l'endroit par lequel le fluide pénètre dans le domaine de fluide ou en sort.

Cependant, l'utilisateur n'a pas besoin de préciser si l'ouverture sert d'orifice d'entrée ou de sortie vers le domaine fluide.

Il est possible de définir différentes conditions aux limites au niveau des ouvertures pour l'analyse de l'écoulement des fluides à l'aide de l'application de création de scénarios fluides.

En résumé, l'application « Création de modèles fluides » vous permet de configurer un modèle fluide (FEM Rep) en vue d'une analyse, en incluant la définition du domaine fluide, les matériaux et les paramètres de maillage.

Qu'il s'agisse d'optimiser la conception d'un produit pour améliorer les performances aérodynamiques des systèmes de circulation des fluides ou la gestion thermique dans les centres de données, il est essentiel de bien comprendre le comportement des fluides. L'application de création de modèles fluidiques sur 3DEXPERIENCEsimplifie ce processus, permettant ainsi aux ingénieurs et aux concepteurs de se concentrer sur l'innovation produit plutôt que sur des configurations complexes.

Références :

https://help.3ds.com/2024x/english/dsdoc/