Programmes et contenus : Objectifs pédagogiques
Cet enseignement électif apporte les bases nécessaires au développement et à l'utilisation de codes de mécanique des fluides numérique MFN (on utilise aussi fréquemment le vocable anglais CFD, comme Computational Fluid Dynamics). Cet outil est aujourd'hui indispensable à l'Ingénieur pour comprendre et optimiser des installations industrielles, où les écoulements turbulents couplés à la thermique et aux transferts de matière jouent un rôle essentiel. La MFN couvre un vaste secteur d'activités comprenant en particulier l'énergie, l'aéronautique, le Génie des Procédés, l'Elaboration des Matériaux, l'Environnement
. L'enseignement est conçu afin que l'étudiant puisse comprendre les principales caractéristiques des méthodes numériques, utiliser un code commercial, dépouiller et exploiter les résultats. Un accent est mis sur la modélisation de la turbulence. Le code Fluent, qui a été choisi pour l'ensemble des travaux dirigés, est aujourd'hui le plus répandu commercialement à travers le monde. La pratique se fait à travers un premier projet (écoulement autour d'une aile d'avion) pour la prise en main du logiciel, et d'un deuxième projet de simulation qui est développé étape par étape au cours des séances. Contenu - Programme
1. Codes de CFD, architectures, cahier des charges, les défis
Présentation en salle du code Fluent commandes usuelles
TD : Ecoulement autour dune aile d'avion Prise en main du logiciel
2. Rappel sur les écoulements transoniques, et les forces de pression et de frottement résultantes
TD : Ecoulement autour dune aile d'avion Calcul de la courbe caractéristique d'une aile d'avion (Cz=f(Cx))
3. Maillages structurés et non-structurés Bases de la méthode des volumes finis
TD : Maillage 2D dun injecteur
4. Résolution des équations de Navier-Stokes Algorithmes SIMPLE - Transferts convecto-diffusifs couplés
TD : Ecoulement dans un injecteur en régime laminaire. Mélange de deux espèces chimiques en régime laminaire.
5. Représentation des écoulements turbulents Du modèle de longueur de mélange à la simulation directe. Notion de fermeture Tenseur de Reynolds Simulation de la turbulence - Modèles RANS (k/epsilon)
TD : Ecoulement dans un injecteur- Mélange de deux espèces chimiques en régime turbulent.
6. Simulation de la turbulence Les fonctions de parois et les traitements avancés. Modèles de combustion.
TD : Adaptation du maillage. Mélange turbulent et combustion
7. Modélisation de la combustion, suite. Caractéristique d'une flamme de combustion.
TD : Combustion dans un injecteur en géométrie 3D. |