Mécanique des fluides (CFD)

Calculs liés à la mécanique des fluides numérique

La mécanique des fluides numérique ou CFD (Computational Fluid Dynamics) regroupe l’ensemble des méthodes numériques permettant de simuler l’écoulement d’un fluide.

Aujourd’hui, avec le développement des puissances de calculs, il est possible de simuler des problèmes relativement complexes tout en limitant les temps de calculs. Ainsi, la CFD est un outil indispensable à l’ingénieur pour la conception, l’optimisation, le développement de procédés innovants ou l’analyse physique de phénomènes complexes mettant en jeu des fluides.

Les domaines d’application de la CFD sont multiples et variés :

  • calculs de refroidissement des cœurs de réacteurs nucléaires,
  • calculs d’aérodynamique et d’hydrodynamique (traînée, portance, lacet et phénomène de décollement) ,
  • calculs de pertes de charge singulières,
  • calculs de refroidissement de composants électroniques,
    efficacité et confort thermique des bâtiments,
  • calculs de transport d’espèces (suivi de concentration, dilution, aérosol…),
    calculs d’écoulements subsoniques, soniques ou supersoniques (turbomachines, jets..),
  • calculs de combustion
    etc…

La réalisation et la validation d’une simulation en mécanique des fluides nécessite une expertise approfondie de chaque étape du processus de modélisation. Ainsi notre équipe d’ingénieurs spécialistes maîtrise l’ensemble de ces étapes :

  • choix du maillage (choix du type d’éléments, des caractéristiques, tailles, skewness, ratio de non-orthogonalité..etc.) conditionnant la validité et la robustesse du calcul.
  • choix de la physique mise en jeu (choix de conditions aux limites adaptées, de modèles de turbulence en accord avec le phénomène étudié).
  • choix du solveur et des réglages numériques (algorithme de couplage pression/vitesse, schémas de discrétisation…)
  • post-traitement des grandeurs d’intérêts du problème étudié (cartes de température, champ de vitesse, coefficient d’échange local, concentration, perte de charge…)

Dans nos méthodologies de calculs, nous accordons une importance particulière à l’étape de validation (nécessitant un bouclage itératif avec les précédentes étapes). Nous procédons ainsi systématiquement à des analyses de sensibilité au maillage, aux réglages du solveur et réalisons, le cas échéant, des benchmarks de validation du code de calcul utilisé.

Simulation LES (Large Eddy Simulation) réalisée avec OpenFOAM d’une éolienne

Nos outils de calculs :

Nos compétence en mécanique des fluides et outils de calculs

  • Stationnaires et instationnaires
  • Calculs d’écoulements internes et externes
  • Écoulements turbulents RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes), LES (Large Eddy Simulation), DES(Dettached Eddy Simulation)
  • Écoulements laminaires
  • Écoulements multiphasiques
  • Couplages thermiques (convection, conduction, rayonnement)

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