Modélisation de PdM

[LutopiSTe]

Bonjour,

J'ouvre ce fil dans le but de créer une feuille de calcul, qui permettra d'anticiper le comportement d'un poêle de masse auto-construit.
Et plus précisément le déphasage, et la puissance restituée en fonction du temps, des masses épaisseurs conductivité chaleur spécifique des différentes parties du poêle.

Lars Helbro a déjà fait une feuille qui ressemble un peu à cela, mais elle n'exprime pas le déphasage.....
Je pense néanmoins que ce peut être une bonne base de départ.

cordialement
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[chataxe]

Bonjour,
Excuse moi, je suis hors sujet, mais serait il possible de créer une arborescence entre les différents fils PDM ?
A+

[Philou67]

Ce fil est référencé dans les deux principales discussions.
Philou67 pour la modération.

[LutopiSTe]

Bonjour,
j'ai commencé à décortiquer les équations de conduction en régime transitoire.... c'est pas exactement simple!
Je part de cette cette page, qui a servit de base à Xelyx, et qui me paraît finement détaillée. J'ai commencé ma feuille de calcul, mais je bloque sur un truc tout simple : les unités.
sur la page citée plus haut elles ne sont pas précisées, donc je me dis que c'est le système standard, mais en fouillant page 4, je vois apparaître des trucs étranges, ou en tout cas inconnu de moi
D : diffusivité thermique ( l² t^-1 )
K : conductivité thermique ( cal l^-1 T^-1t ^-1 )
ro : masse volumique ( m l^-3 )
C : chaleur spécifique ( cal m^-1 T^-1 )

comment traduire (ou convertir) ça?
j'suis sur que doit être tout bête

cordialement

edit: j'avais vu passer sur ce forum une feuille exel de simulation 2D du soubassement d'une maison, si quelqu'un a le lien

[A voir en vidéo sur Futura]

[Philou67]

Logiciel de simulation des températures de sous-sol : http://forums.futura-sciences.com/ha...tures-sol.html
(référencé dans les outils de calculs).

Pour les unités, je pense que tu peux simplement prendre les unités du système international. Les notations qu'il a donné ne correspondent pas à des unités, mais plutôt au type de valeur (t pour temps => s, T pour la température => K, cal pour calorie => J, l pour longueur => m, ...).

[invitefb436382]

Salut Lutopiste,
Ici X...x. J'ai encore changé de pseudo. Je suis dans l'incapacité de faire fonctionner les deux précédents. J'espère que l'administration du site me sortira de ce mauvais pas où je me suis mis.
Pour ce qui est des unités, il suffit d'utiliser un système d'unités cohérent.
J'ai un peu de mal à me remettre dans le bain, mais il n'y a pas de raison.
L'équation differentielle dans le cas de matériaux en couches multiples, ne peut être résolue à priori, que par appproximations en découpant ces couches en tranches "assez fines". Suivant le principe habituel de résolution par approximations linéaires.
L'applet java que j'avais écris permettait ce calcul par éléments finis. Je n'ai aucune expérience des feuilles de calcul mais je me demande si elles sont adaptées à ce type de résolution.

[Philou67]

@xelyx, LeCoeurLeger, ... : pourrais-tu m'indiquer la liste de tous tes pseudos afin que je puisse demander à ce qu'ils soient tous fusionnés sous le compte xelyx.
Merci de me contacter par MP pour cela.
Philou67 pour la modération.

[LutopiSTe]

Salut

L'applet java que j'avais écris permettait ce calcul par éléments finis. Je n'ai aucune expérience des feuilles de calcul mais je me demande si elles sont adaptées à ce type de résolution.

tant que l'on reste en unidimensionnel, il suffit d'attribuer 1pas de temps par ligne, je ne crois pas que ça pose pas de souci
voici la toute première version de la feuille, elle ne fonctionne que sur une matière (le cœur), c'est un début.
je suis parti de la surface en contact entre cœur et habillage, à partir de la masse du cœur et de sa densité, je détermine une épaisseur moyenne qui sera utilisée dans la simulation.
à partir de la masse de bois, du rendement de la durée du feu et du pas de temps, je détermine un gain par pas de temps appliqué à la première couche, en sortie j'ai appliqué les formules de convection et de rayonnement (voir mon site) en supposant l'environnement stable (à la température de départ)
je suis en train de cogiter à la façon de corriger l'épaisseur de l'habillage pour respecter la condition 1.6 de l'équation 1.7 (là) dans les deux matières simultanément (suis pas sur que ce soit la bonne approche) ...

cordialement

[invitefb436382]

Hello Lutopiste,
Il y a un an et demi, j'ai fait une applet java qui montre l'évolution des températures à travers un mur multi-couche.
Cette applet est toujours visible là: simulation du déphasage

IL est vrai que ce programme est passécomplètement inaperçu.

Si tu as java installé sur ta machine en cliquant sur le lien donné dans le post "simulateur" tu obtiens une fenêtre où est figuré , en coupe, un mur de 4 matériaux. Ces matériaux peuvent être modifiés en épaisseur et en qualités grace aux tirettes.
Ensuite, en cliquant sur "go", tu démarres le calcul avec un mur uniformément à 17°.
Puis la surface de gauche est soumise à une variation de température sinusoïdale de période 25 heures .
Le programme calcule l'évolution des températures en progression à l'intérieur des matériaux et construit à chaque instant une courbe avec ces renseignements.
Parallèlement la température de la surface la plus à droite est notée et compilée dans une courbe dessinée en dessous pas à pas.
C'est assez lent, 10-15mn. Mais cette derniere courbe donne le déphasage et montre bien la périodicité de l'évolution.
Si cela t'intéresse, je peux adapter cette applet au température d'un pdm.
En effet, maitenant avec l'expérience, je sais comment peuvent évoluer les températures d'un feu dans un pdm!

[LutopiSTe]

moi je l'avais vu mais j'arrivais plus à remettre la main dessus
quelle méthode as tu utilisé, 1.7 ou 1.8? comment gères tu la différence de pas de temps du à la variabilité de D dans les différents matériaux?
pour l'applet, je serais déjà curieux de la voir.
je préférerai rester sur une feuille de calcul, ça permet une mise en page aisée (mais si ça devient trop compliqué pourquoi pas passer au java...j'en ai jamais fait, mais j'ai de bonne base en programmation)

[Philou67]

J'ai ajouté l'outil de xelyx et de LutopiSTe ici : http://forums.futura-sciences.com/ha...e-calculs.html

J'espère seulement trouver assez de temps pour pouvoir aussi me pencher dessus ...

[LutopiSTe]

salut

bon si je comprends bien, en passant d'un matériaux à un autre, il faut diminuer le pas de distance (h), ce qui permet de gommer les écart du à la différence de pondération entre les différents matériaux. Mais ça a aussi pour conséquence de diminuer le pas de temps, et donc d'augmenter le nombre de lignes.......on atteints les limites du tableur, à moins de faire des dizaines de milliers de lignes, mais la feuille deviendra trop lourde pour être hébergée sur Futura
Ça me parait plus simple de passer en java ou en C en fin de compte.

cordialement

[invitefb436382]

Surtout que le java que j'utilise est bien édulcoré par Processing. Qui est un outil gratuit formidable. Tu peux télécharger ce logiciel sur leur site Processing.org.
Je reconnais que j'ai peu de connaissance des tableurs et donc de leurs réelles capacités. Comme toi, je pense que traduire ce prgm en excel en en conservant toute la souplesse est une gageure.

Je te poste demain les fichiers source .pde du simulateur thermique (qui sont utilisables dans processing).
Joyeux Noël à tous.

[Philou67]

Au besoin, si les fichiers deviennent trop gros, il est possible de les zipper (bien que le format ODS soit déjà zippé... on ne gagnera sans doute rien).

[invitefb436382]

Bonjour à tous,
Voici le zip qui contient deux programmes très proches:
Xelyx_diffusion_Effusivite
Xelyx_diffusionCoeurLeger13_04
Pour faire une étude sur le pdm autant partir du deuxième fichier
Le code source est sous forme de fichier texte avec l'extension ".pde"
Dans processing il suffit d'ouvrir le pde principal. Les autres fichiers des classes s'ouvrent dans des onglets

[invitefb436382]

Voici le zip.

[LutopiSTe]

Je me suis un peu essayer à accélérer ton code, mais ça prends toujours beaucoup de temps, le nombre de calcul n'est pas bien important et le proc tourne au ralenti as tu une explication? (j'ai supprimé un delay, réduit le nb d'affichage, mais je n'ai rien trouvé qui puisse ralentir l'exécution du code en lui même)
Sais tu s'il existe des librairies permettant d'afficher facilement un graphique?

cordialement

[invitefb436382]

Oui, c'est très lent. Cela provient peut-être des choix des pas qui ont été faits.
Le pas dimensionnel est de 5mm.
Le pas temporel est déterminé par un k de 5 secondes.
Ce qui fait beaucoup de calculs pour décrire un phénomène que dure 24 heures.
De plus le code est vraiment d'un premier jet. C'est un brouillon.

D'un autre côté, si le déroulement est trop rapide, des évènements qui durent 15 ou 30 mm seront pratiquement invisibles. Par exemple, la montée en température de 100° à 600° ne sera visible que quelques secondes.... De même la bouffée de chaleur dans les briques passera comme un éclair . Alors qu'une bonne compréhension du fonctionnement du pdm est dans ces images au départ. Une baudruche qui perce et qui se propage en s'étalant presque linéairement.
Bon, je cherche des excuses.
L'affichage peut être simplifié aussi en augmentant les pas des segments.
Mais malgré tout Processing n'est pas ce qui se fait de mieux en terme de performances. C'est un compromis qu'il faut accepter car il est d'une grande souplesse de prototypage.
Un fois le code au point resta à retranscrire en C++ que je ne connais pas!

[LutopiSTe]

le pas de temps n'y est pour rien, mon processeur est à 6% pendant l'exécution du programme, il doit trainer un delay() ou une vsync ou peut être que processing est bridé, mais dans ce cas il doit y avoir une option pour le débrider....mais je n'ai rien trouvé
je vais essayer de programmer une petite routine exprès pour saturer le proc....
visualiser le traitement peut être intéressant, mais c'est encore mieux si on peut choisir la vitesse

[invitefb436382]

Voici l'état de l'applet. Après un peu de nettoyage. Il va un peu plus vite.... Un peu seulement. Pour l'instant mon problème est d'obtenir des résultats qui tiennent un peu debout.
La courbe des températures internes n'est pas encore validée. C'est une courbe pour voir. Reste à vérifier encore beaucoup de lignes.

Tu peux accélérer un peu le fonctionnement en créant un fichier ".exe" . Tu cliques le bouton dans files>export application.

[invitefb436382]

En zip l'état de l'applet.
Il indique le déphasage théorique dans un mur de pdm.
Reste maintenant à l'affiner pour réduire des hypothèses assez brutales. En particulier le transfert thermique entre les parois et l'air interne ou externe n' est pas traité.
Cette lacune explique la surévaluation des températures externes obtenues par l'applet.


De même, la courbe de température de la flambée est à revoir. En sachant que ces températures sont parfaitement maitrisées dans les deux premieres phases:
1/ la montée à 600°. Par une bon empilage et d'alternances finement calculées de bois dur et de bois tendre, suivi d'un préchauffage , on peut obtenir une progression pratiquement linéaire de 150 à 600° en 15 mn
2/ le plateau à 600° est obtenu aussi aisément par l règlage du volet situé sur la souche de la cheminée. La fermeture plus ou moins grande de l' AP et AS peut aussi intervenir. Ce plateau peut durer de de 30 à 45 mn ou plus suivant la quantité de bois.
Après une descente de 45 mn à 400° et clôture des clapets la courbe de température est très régulière mais pas contrôlable. C'est dans ces parties qu'il faudra refaire des mesures.

[LutopiSTe]

bonsoir,

je crois qu'avant de se jeter plus loin, il faudrait discuter de ce que l'on cherche à obtenir, et de la méthode envisagée
on va devoir passer par de nombreuse simplifications, le tout étant de choisir les bonnes.

le but serait de pouvoir visualiser en même temps plusieurs courbes de puissance restituées, pour avoir une comparaison aisée du comportement de poêles constitués de différents matériaux. Le tous en fonction de paramètres simples (carac des matériaux, masse des différents éléments, surface etc)

pour un début je pensais traiter cela en unidimensionnel, ce qui a l'avantage de la simplicité, mais qui risque de nous conduire à des aberrations comme celles que l'on voit dans ma feuille de calcul, temps de réponse trop lent (du à l'épaisseur moyenne bien supérieure à celle des canaux), courbe de restitution pas assez étalée (devrait commencer plus tôt avec les canaux et finir plus tard avec l'encorbellement), température de la couche interne trop élevée. c'est qu'un PdM ne peux pas se résumer à un vulgaire tuyaux, son épaisseur est loin d'être homogène, et sa surface de contact fumée brique est bien supérieure à celle du contact coeur/habillage, la température des fumée est variables elle aussi etc ...
pour ne pas réinventer un logiciel de CFD dédier au PdM, je propose qu'on s'en tienne à un schéma très simplifié: on reste sur des épaisseur moyennes, mais pour simuler la moindre épaisseur des canaux, on injecte de l'énergie à 64mm du bord externe du cœur, et de l'énergie sur sa couche interne, en se basant sur la masse de bois et la durée de la flambée....le tout étant de déterminer quelle proportion nous donnera des résultats réalistes

ces simplifications vous semblent-elles trop grossières?

cordialement

[LutopiSTe]

il y a un truc que je ne comprends pas dans ton applet, tu fixe le pas de temps à 5s et le pas de distance à 5mm, se faisant tu ne respectes pas la condition de l'équation 1.8....
je suis d'accord pour fixer un pas de temps commun aux différents matériaux, mais le pas de distance doit être variable me semble t' il, sinon la simplification de l'équation 1.5 s'écroule.
suis un peu perdu là, faudra sérieusement penser à faire des comparaison avec des modèles validés.

[invitefb436382]

Ben non.
Tu fais une lecture superficielle du texte de R.Mellet .
Je n'utilise pas la simplification 6D=h²/k réservée aux modèles avec des pas grossiers. Donc il n'y a pas d'écroulement de simplification de l'équation 1.5. Puisqu'elle est utilisée avec un simplification qui n'a pas été donnée explicitement par R.Mellet dans ce texte. Mais qui facilement calculable.
J'insiste: l'équation 1.8 dérive de l'équation 1.5 directement avec une simplification qui n'a rien à voir avec 1.6

J' utilise l'équation 1.8 avec des H (H majuscule) différents suivant les matériaux traversés.

Mon code est criticable ,au combien, mais il est inutile de lui attribuer des erreurs fantasmées.

[invitefb436382]

bonsoir,

je crois qu'avant de se jeter plus loin, il faudrait discuter de ce que l'on cherche à obtenir, et de la méthode envisagée
on va devoir passer par de nombreuse simplifications, le tout étant de choisir les bonnes.
...

On n'est pas branché sur le même truc. Pour le moment je tiens à continuer à exploiter le texte de R.Mellet.
Et à comparer le calcul théorique que me donne mon applet, avec les mesures que je fais sur mon pdm.
Je comprends que tu n'es pas sur cette ligne. Et que tu veux utiliser un tableur. C'est un choix et je le respecte. Je serai ravi d'en voir les diverses évolutions.
Cordialement
LeCoeurLeger alias Xelyx

[LutopiSTe]

J' utilise l'équation 1.8 avec des H (H majuscule) différents suivant les matériaux traversés.

donc on peut bel et bien utiliser des H différents (c'est là que j'étais perdu)

Mon code est criticable ,au combien, mais il est inutile de lui attribuer des erreurs fantasmées.

la critique fait parti de la communication, je n'ai pas dit que tout ton code était à jeter, j'ai juste formulé mon trouble face à une situation que je ne comprenais pas, n'en prends donc pas ombrage

de plus je suis d'accord avec toi, le premier pas est de valider par l'expérimentation tes résultats théoriques, mais on peut tout de même évoquer la finalité du programme, non?
enfin je ne tiens pas à utiliser un tableur, je viens de me taper tous les tutos du site de processing, et je viens de trouver ça qui devrais nous permettre d'afficher facilement des graphs.

alors sommes nous d'accord sur la finalité? pour toi, le but final est il modéliser le comportement d'une paroi ou du poêle en entier?

cordialement

[invitefb436382]

Lutopiste faut te relire et ne pas charger l' interlocuteur puis dame communication de tes incompréhensions.

Mettre en doute le travail de l'interlocuteur dans des phrases du type:

"suis un peu perdu là, faudra sérieusement penser à faire des comparaison avec des modèles validés."

C'est joliment dit. Ca sonne bien.Mais c'est aussi insultant . De plus, Si il y a des modèles validés quelque part, il est urgent de les publier et d' 'arrêter de perdre son temps dans des applettes oiseuses.

Tu n'as pas compris le texte de R.Mellet. Point. Il est très vilain de battre sa coulpe sur la bedaine de l'autre.

Tu poses la question?
le but final est il modéliser le comportement d'une paroi ou du poêle en entier?

la réponse que tu proposes:

pour ne pas réinventer un logiciel de CFD dédier au PdM, je propose qu'on s'en tienne à un schéma très simplifié: on reste sur des épaisseur moyennes, mais pour simuler la moindre épaisseur des canaux, on injecte de l'énergie à 64mm du bord externe du cœur, et de l'énergie sur sa couche interne, en se basant sur la masse de bois et la durée de la flambée....le tout étant de déterminer quelle proportion nous donnera des résultats réalistes

est-elle la bonne?

Pour ma part, je le répète, je compte terminer le travail que j'ai commencé. J'ai des résultats théoriques , des thermocouples qui me rappellent à la réalité et un pdm qui me chauffe en riant sous cape. Le bonheur quoi!

[LutopiSTe]

Je dis que je suis perdu, je ne vois pas où est l'offense, je n'ai chargé personne, je ne suis pas parfait, je ne comprends pas tout du premier coup, j'espérais simplement une explication, un "tu n'as pas compris cette subtilité" m'aurais suffit. Je suis surpris que tu t'agaces de si peu.

pour ma question, elle commençait par "pour toi, ....."
je donne mon avis, j'espérais avoir le tien, ta réponse sous forme interrogative "est-elle la bonne?" me laisse sur ma faim.

[invitefb436382]

Je viens de découvrir le logiciel FREEFEM qui semble être la bête qu'il me faut pour résoudre sans peine mes modèlisations. La première version est sortie en 2001, c'est dire que mes méthodes de recherches sur la toile sont à revoir!

Merci aux initiateurs , Frédéric Hecht et Antoine de Hyaric ,si généreux de leurs temps et de leur savoir. Finalement ce n'est si courant.



FreeFem++ is an implementation of a language dedicated to the finite element method. It enables you to solve Partial Differential Equations (PDE) easily.

Problems involving PDE (2d, 3d) from several branches of physics such as fluid-structure interactions require interpolations of data on several meshes and their manipulation within one program. FreeFem++ includes a fast 2^d-tree-based interpolation algorithm and a language for the manipulation of data on multiple meshes (as a follow up of bamg).

FreeFem++ is written in C++ and the FreeFem++ language is a C++ idiom. It runs on any Unix-like OS (with g++ version 3 or higher, X11R6 or OpenGL with GLUT) Linux, FreeBSD, Solaris 10, Microsoft Windows (95, 98, 2000, NT, XP, Vista) and MacOS X (native version using OpenGL). FreeFem++ replaces the older freefem and freefem+.
Freefem++ Home Page (7-november-2005) (31 December 2009)
http://www.freefem.org/ff++/
http://snipurl.com/txem6

Il y a semble-t-il tout ce qu'il faut pour démarrer. Tuto et demos. J'espère que freefem va me délivrer de la vision ubuesque de pages d'Excel avec des tableaux absurdes de plus de 2000 lignes de chiffres!
Au boulot mon garçon!
Et au rapport dans un certain temps......

[inviteecfda79d]

Bonjour,

je suis très interessé par cette modélisation du PDM état en pleine conception. y a-t-il du nouveau depuis le dernier post.je vais aussi essayer de m'y pencher
merci
Philippe