Humidité relative dans SOLIDWORKS Flow Simulation

Article de Suman Sudhakaran, mis à jour le 24 mars 2025

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L'humidité relative est un paramètre essentiel dans de nombreuses applications d'ingénierie, et la simulation précise de ses effets peut avoir une incidence sur la conception des systèmes CVC et des bâtiments, des systèmes de contrôle environnemental, de la gestion thermique et du refroidissement des composants électroniques.SOLIDWORKS Flow Simulation offre des options permettant de prendre en compte l'humidité relative dans les simulations de dynamique des fluides computationnelle, ce qui permet une modélisation plus précise et plus réaliste de la dynamique thermique et des fluides.

Configuration de l'humidité relative dans SOLIDWORKS Flow Simulation

Pour utiliser l'option d'humidité relative, il suffit de cocher la case « Humidité » dans l'Assistant de simulation ou dans la boîte de dialogue Paramètres généraux. Cette case à cocher n'est disponible que si le type de fluide actuel est défini sur « gaz » ; elle ne sera pas disponible en cas de simulation de liquides ou d'autres fluides. Une fois l'option sélectionnée, de la vapeur d'eau est ajoutée au mélange de gaz spécifié.

SOLIDWORKS Flow Study : Paramètres généraux

La valeur de l'humidité relative peut être spécifiée dans les « Conditions initiales » des « Paramètres généraux » de l'étude, aux côtés de la température et de la pression de référence. Lors de la définition des conditions aux limites et des conditions initiales, il est également possible de définir l'humidité relative.

Propriétés d'humidité pour les conditions aux limites

Pour les problèmes de transfert thermique, les propriétés des matériaux définies dans SOLIDWORKS Flow Simulation doivent tenir compte des effets de l'humidité. Par exemple, la conductivité thermique de matériaux tels que l'isolant en fibre de verre peut varier en fonction du taux d'humidité. De plus, la valeur de l'humidité relative peut varier en fonction de certains facteurs, comme l'altitude, et il convient d'en tenir compte dans l'étude fluidique.

Définition d'une valeur variable

Pour définir la variation de l'humidité, il faut d'abord créer un nouveau paramètre que la simulation pourra utiliser. Pour créer des paramètres, il faut aller dans Outils > Simulation d'écoulement > Paramètres, puisajouter un nouveau paramètre dans la boîte de dialogue qui s'affiche. Le paramètre ainsi défini peut ensuite être utilisé dans la définition des dépendances pour spécifier la variation de l'humidité. Comme le montre l'image ci-dessous, un paramètre intitulé « Altitude » est défini afin que l'humidité puisse varier en fonction de l'altitude indiquée.

Paramètre d'altitude avec dépendance définie

Dans la boîte de dialogue « Conditions initiales » des « Paramètres généraux » de l'étude, l'option « Dépendance » permet de faire varier l'humidité en fonction du paramètre d'altitude défini ci-dessus. Ce processus peut être répété pour d'autres paramètres de l'étude qui doivent varier en fonction d'un paramètre spécifique.

Modification de l'humidité relative en fonction du paramètre « Altitude »

Variation de l'humidité relative en fonction du paramètre « Altitude »

Hypothèses relatives à l'humidité relative

Voici quelques-unes des hypothèses et des limites à prendre en compte lors de l'utilisation de l'humidité relative dans les études SOLIDWORKS Flow Simulation :

L'option « Humidité » n'est pas compatible avec l'option « Écoulement à nombre de Mach élevé ».
La mesure de l'humidité n'est disponible qu'avec les gaz (qu'il s'agisse de gaz individuels ou de mélanges).
La fraction volumique d'eau condensée ne dépasse pas 5 %.
La condensation en surface, telle que la formation de rosée sur des surfaces solides, n'est pas prise en compte.
L'état de la vapeur condensée en un point donné dépend uniquement des conditions locales à cet endroit.

Autres éléments à prendre en compte

Conformément au guide de l'utilisateur de SOLIDWORKS Flow Simulation, si l'on analyse un écoulement gazeux contenant de la vapeur d'eau dans des conditions susceptibles de dépasser le point de rosée, il est recommandé de prendre en compte l'humidité dans les calculs. Afin d'éviter que les calculs ne s'achèvent avant que la condensation ne se soit pleinement développée, il est également recommandé de définir un ou plusieurs objectifs fortement dépendants de la condensation. Il est essentiel de s'assurer que le calcul ne s'arrête pas avant que cet objectif ne soit atteint.