La simulation numérique pour les fluides
Afin d’accompagner ses clients dans la définition de leurs besoins, DUFFAU s’est équipé du logiciel de simulation numérique SolidWorks Flow simulation. Développé par Dassault Système, SolidWorks Flow simulation est un logiciel de calculs de dynamique des fluides (CFD). Il permet de modéliser un fluide afin d’en prédire le comportement. Il est également possible d’ajouter des contraintes externes comme les transferts de chaleur. Il est donc possible d’étudier un écoulement fluide afin de simuler :
- Des écoulements internes dans des tuyauteries, par exemple des écoulements externes comme l’aérodynamisme d’un objet par exemple.
- Écoulement fluide en régime transitoire ou régime établi dépendant du temps ou non
- Écoulements de fluides incompressibles ou compressibles
- Écoulement gazeux subsoniques, transsoniques, supersoniques
- Ecoulement laminaire ou turbulent
- Convection libre, convection forcée, convection mixte
- Comportement fluide en milieux tournants par exemple répartition d’un flux gazeux dans une turbine ou comportement de l’air dans une éolienne
- Conduction de chaleur dans les fluides, conduction de chaleur dans les solides en conjuguant les phénomènes de transferts de chaleur fluide / solide via contact direct, radiation, rayonnement
- Prédiction de conductivité thermique dans les solides anisotropes
- Ecoulement de liquides non Newtoniens
Grace à SolidWorks Flow simulation et son solveur de CFD, DUFFAU peut donc répondre aux contraintes de dimensionnement thermique comme par exemple dans les études de mélanges air / air, de mélanges air / eau, le dimensionnement des échangeurs thermiques, le comportement des matériaux soumis à dilatation thermique.
Flow Simulation permet également d’étudier les écoulements fluides dans les tuyauteries. Connaitre les pertes de charge de son réseau fluidique permet d’ajuster les vitesses d’écoulement et d’augmenter les diamètres des tuyauteries afin d’optimiser les pertes de charges. Il est donc possible de prévoir les pertes de charges de son réseau et de connaitre les zones de surpressions locales appelés aussi « coups de bélier ».
Enfin, la modélisation d’écoulements fluides permet d’anticiper les impacts mécaniques sur la conception d’un système. Il est possible d’anticiper la dilatation mécanique d’un équipement. Les objets soumis à un écoulement fluide peuvent aussi être soumis à des contraintes mécaniques comme, par exemple, les panneaux d’affichage soumis au vent. Utiliser Solidworks Flow Simulation permet d’anticiper le dimensionnement mécanique des structures ou objets soumis à une contrainte mécanique causée par l’exposition à un écoulement fluide.
La simulation numérique par Solidworks Flow Simulation permet aussi de prévoir et quantifier les phénomènes de cavitation. Un écoulement hydraulique autour d’un objet peut, dans certains cas, entrainer des chutes de pression localisées et importantes, sous l’effet de la chute de pression, le liquide soumis à un « vide » dégaze. L’énergie dissipée par cette séparation entre le gaz dissout dans le liquide et le liquide lui-même peut entrainer des arrachements de matière. Dans les corps de pompe par exemple, les pales des turbines sont comme rongées. Solidworks Flow Simulation permet alors d’anticiper ce phénomène de cavitation.
