[ANSYS FLUENT] Données d'entrées variables suivant la temperature du systeme

[Bubinos]

Bonjouuuur a tous!

Je reviens vers vous avec une nouvelle question.

Le contexte:
Je suis entrain de faire une simulation ANSYS sur un nouveau moteur électrique que je suis entrain de concevoir (innovant, leger, puissant, petit, la révolution quoi!). Un de mes grands problème reste la thermique! Il chauffe vachement mon machin! et la chaleur + magnétisme, ca fait pas bon ménage!
D'où l'interet pour moi d'avoir une simulation thermique plus que correcte.

La problématique et l'avancement:
Je me suis autoformé sur ANSYS Fluent, grace entre autre aux tutos youtube, au forum CFD, a l'aide ANSYS, et divers articles péchés a droite a gauche.
Je suis arrivé a avoir des resultats plutots pas mal!, en régime permanent (facile) et en régime transitoire en faisant des cycles! Alors je suis content mais cette nuit, je me suis rendu compte que ce n'etais pas assez!

Ma question:
Mon probème vient des pertes joules dans le cuivre. Je viens de me rendre compte que dans le cuivre (donc dans mon système bobinage/Circuit magnétique, les pertes varient beaucoup durant le fonctionnement suivant la temperature. Jusqu'a maintenant j'avais determiné des pertes constantes. Aujourd'hui, j'ai determiné une courbe qui donne les pertes en fonction de la température du système (qui fonctionne entre -40 et 200°C).

Donc du coup je souhaiterai intégrer cette courbe en tant que parametre dans la données "Source" relative a la Cell Zone Condition Bobinage.
J'ai vu qu'on pouvais y intégrer la donnée sous forme de parametre mais je ne sais pas du tout comment ca marche.
Si quelqu'un peut m'aider, où me trouve un article qui parle de ce genre de parametrage? Car j'ai beau chercher, cette fois je calle ^^

Bonne journée a tous!

Bubi
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[mAx6010]

Regarde au niveau des fichiers "profile"; ou alors encore plus puissant les "udf" (mais la faut un peu programmer)
https://www.sharcnet.ca/Software/Flu...-bcprof-format
https://www.sharcnet.ca/Software/Flu...f/main_pre.htm

Tu calcules quelque chose au niveau de ta CellZone?
Car je ne suis pas sur que la methode pour appliquer ton parametrage sur une cellZone soit la meme que sur une surface.

[Bubinos]

Ok merci mAx! Je regarde ca tout de suite.

Et oui, j'applique mes pertes dans les CellZones, en W/m3

[mAx6010]

je bugge en fait sur ton utilisation d un CellZone pour une BC.
si tu ne calcules rien sur ce volume, tu peux te debarrasser de ce maillage et appliquer ta condition limite sur la surface de contact entre ton bobinage et le fluide.
Regarde dans les conditions aux limite "wall" si tu peux faire quelque chose dans le panel "themal".
Il me semble que tu peux imposer tes W/m^3

[A voir en vidéo sur Futura]

[Bubinos]

BC = Boundary Condition?
Mon modèle est en 3D, il me semble donc normal d'appliquer une source de chaleur sur un volume plutot que sur une surface , ou alors je ne vois pas trop ce que tu veux dire.

Je vais essayer d'expliquer un peu plus en détail mon modèle.

Dans les CellZone Conditions (CZC), j'ai tous les volumes qui composent mon système: Les aimants, les bobines, les circuits magnétiques, le rotor, les carters, ect, et le circuit d'air. Dans chaque volume je peux intégrer une "source" en W/m3. J'ai donc intégré mes pertes dans les volumes aimants, bobines, et CCmagn. J'ai également intégré la Rotation du rotor.

Dans Boundary Conditions (BC), j'ai tous les walls de mes pièces. Et c'est la dedans que je gère les pressions, la convection, les moving walls.


Donc a l'heure actuelle, les pertes que j'ai intégré dans les CZC sont constantes, et je sais que au lieu de les mettres en constante, je peux choisir l'option "new parameter".
Ce que j'aimerai y intérer cest une courbe du type:
T°C..............PerteVolumiqu e
-40...............3000000W/m3
-30...............3200000W/m3
-20...............3400000W/m3
...
200...............7400000W/m3

J'ai deja mon fichier excel avec tous mes points, et j'aimerai que le système s'adapte afin que dès que la température depasse telle ou telle valeur de mon fichier, la puissance vol augmente en fonction.

Je ne sais pas si tu y vois plus clair.

[mAx6010]

BC = Boundary Condition?
Mon modèle est en 3D, il me semble donc normal d'appliquer une source de chaleur sur un volume plutot que sur une surface , ou alors je ne vois pas trop ce que tu veux dire.

Tu prends un becher ferme avec de l air dedans.
Dessous le becher tu places une source de chaleur (plaque electrique).
Pour traiter ce simple probleme de convection, je modelise l enceinte (en 3d) dans laquelle est enferme l air, je maille ce volume, car ce qui m interesesse, c est le mouvement de l air dans ce volume,puis j'affecte ma condition limite a la surface du dessous (mon volume source de chaleur ne m interesse pas).
Voila au niveau de la resolution des equations de NS (et de l energie)

Si tu as d autres physiques dans ton systeme que tu calcules avec Ansys, alors oui tu dois les modeliser.

[Bubinos]

Alors je crois comprendre ce que tu veux dire, mais mon système est bcp bcp bcp plus compliqué que ce que tu décris, et il est plus simple d'appliquer une puissance volumique sur un seul volume (par exemple le CCmagn) plutot que X puissances surfaciques sur les nombreuses faces de mon ccmagn.

[mAx6010]

Oui c'est un argument, mais tu mailles un volume pour rien.
Je peux voir la tete de ton maillage?

[Bubinos]

Pourquoi un volume pour rien?
Pour faire fonctionner Fluent je suis obligé de mailler l'intégraliter de mon système non? vu que je parts du modèle CAO Solidworks.

Malheuresement, et je m'en excuse, je ne peux pas te montrer mon maillage pour des raisons de confidentialité :/ A moins que tu veuille voir une partie spécifique qui ne reflète pas le design général du moteur (même si pour le confort du maillage et du calcul j'ai largement simplifié.)

[mAx6010]

un volume pour rien, car si tu resouds seulement les équations de NS, alors seules les cellules fluide seront prises en compte.
Le solver ne va rien calculer dans ta cellZone spécifique .
Pour t en persuader, affiche le contour des vitesses ou pression, ou peu importe dans cette zone.
Tu n auras aucun gradient, rien.
A moins que tu aies activer un autre solveur (multi-physique), et dans ce cas-la il fallait bien le mailler.
D ailleurs tu écris plus haut que tu fais tourner ton rotor. Je suppose que tu parles d électromagnétisme , alors pourquoi le fais-tu tourner (moving mesh)? Si tu le fais tourner c est que tu veux calculer quelque chose non (et dans ce cas tu as active un autre module physique dans ton modele)?

[Bubinos]

Pioufff comme d'hab je comprends pas forcément tout ce que tu m'expliques ^^ je pense que tu as une profonde (trop?) connaissance du logiciel comparé a moi et de la physique en général.
Ce qui m'étonne c'est que j'ai quand même eu des resultats en régime permanent et transitoire qui montraient l'évolution de la température dans mon système (qui tournait a 3000 tr/min).

J'ai pu le vérifier sur un proto d'un autre moteur ya quelques semaines. Et quand j'affiche les Pathlines, on voit bien le fluide tourner et monter en température lors de son déplacement dans le système.

Le maillage est très correct, c'est surement le point que je manipule le mieux dans ANSYS (découpage des zones actives, etc...).

Pour Fluent, en gros:
1) Je defini le regime (tansitoire)
2) Je défini l'étude (Energy ON, Viscous (Standard k-e, standard Wall Fn)
3) Je defini les matériaux (dans mon cas, acier et cuivre pour les solides, air et eau pour les fluides, car j'ai un système de refroidissement par eau intégré sur la périphérie des carters)
4) Je défini les CellZones Conditions, cad materiaux et sources chaleurs
5) Je defini les Boundary conditions, cad les rotations de murs, l'applications des convections (j'ai autour de 100 murs dans mon modèle), et l'implementation des pressions (mon système fonctionne dans un environnement soumis a de très hautes pressions (> 20bars)
6) J'utilise le solveur PISO.
7) J'entre les paramètres pour faire apparaitre les courbes dans monitors (merci a toi d'ailleurs)
8) J'initialise le tout a 300Kelvins et je balance mes cycles!
9) j'attends les résultats 2h après.

Tout ca semble fonctionner... mon seul problème est le paramétrage des valeurs d'entrées pour les sources, ca ca ne fonctionne tjr pas, j'ai du mal a comprendre l'UDF mais ca viendra. (Mais j'ai deja les resutats avec les valeurs de pertes constantes)

PS: je travaille avec la version 16 d' ANSYS
PS2: Merci de t'interesser a mon problème

[mAx6010]

Alors non je ne maitrise pas du tout la physique en général, mais un petit peu les fluides numériques .

3) -> tu definis les propriétés de ton/tes solide(s); donc faut voir si tu calcules quelque chose a ce niveau.
Comme je te disais auparavant, essaye de voir si tu vois une distribution de température dans ton solide (si oui alors tu y calcules quelque chose, si non alors tu ne calcules rien au niveau du solide) Je vais essayer d être plus clair a la fin du post.

9) Resultats transitoires 2h après...
Soit tu as un très gros calculateur a dispo, ou alors tu es en 2d.
Je fais tourner un calcul depuis jeudi, avec 6 millions de cellules avec une physique très basique, et c est toujours pas fini...

Quand je parle de multiphysique, tu as la possibilité de coupler plusieurs solvers entre eux pour faire basculer les résultats d'une physique sur une autre.
Un exemple en FSI (Fluid Structure Interaction): derrière une sphère, tu modélises un élément longitudinal assez souple (donc dans le sillage de la sphère). Le but du calcul va être de faire osciller l élément longitudinal. Donc en en gros un écoulement de von Karmann, avec une tige souple derrière la sphère.
Tu crees un écoulement turbulent et transitoire de telle sorte que tu obtiens l oscillation des tourbillons de von Karmann (le truc académique ).
Maintenant a chaque pas de temps converge, tu vas récupérer la répartition de pression sur la tige, et le solver solide (adéquate) va prendre le relais et calculer la déformée de la tige sur le maillage solide (celui de la tige).
Le solver solide va transmettre la déformée de la tige au mailleur, qui va modifier le maillage de la tige en recréant la déformée de la tige.
Voila on passe au pas de temps suivant et on recommence.
C est très très vulgairement explique, mais j espère que tu auras compris que dans ce cas du figure, il y a 2 physiques en jeu, et donc 2 solvers (ici par exemple, tu peux afficher la répartition des contraintes dans la tige, ce qui te montre que le solver (solide) a calcule quelque chose sur le maillage solide).
Au final ça te donne un truc comme ça : http://www.cfdanalysisservices.com/f...nteraction.php
(j ai pris un exemple au pif)

[Bubinos]

Haaaaaaaaaaaaa ok!!! Je viens de capter pour la multiphysique!! ^^
Merci pour l'explication!

Alors effectivement dans mon cas, je n'utilise que la "physique thermique". Pour tout ce qui est deformée, contraintes, j'ai fais une étude a coté avec Ansys structural. Puis pour mon proto j'ai pris une bonne marge de sécurité dans le dimensionnement de mes pièces. De plus, je ne suis pas sur que Ansys fluent puisse faire ce genre de calculs. J'ai vu qu'il y a deux autres modules fluide appelé polyflow et CFX. Peut etre que eux le font... mais bon ca voudrai dire me re-autoformer sur 2 autres modules... j'ai pas vraiment le courage.
Tu penses que 2 études séparées ne sont pas assez précises?
Pour tout ce qui est turbulences, elle ont l'air d'être prise en compte directement par fluent vu que je peux visualiser les tourbillons dans mon circuit d'air (essentiellement autours des zones d'entrée et sortie d'air car ensuite le fluide est entrainé par la rotation du rotor).

Pour en revenir a mon problème, l'etude thermique est le point critique de mon système. Si mon moteur chauffe trop, ca va dé-aimanter mes aimants, et du coup... il ne fonctionnera plus. A l'époque, j'avais questionné pas mal de forums, est 90% des gens mon orienté vers Fluent (10% restants vers CFX).

Ensuite quand j'ai dis que je mettais des pressions dans mon système, ce sont les pressions d'entrée et de sortie de fluides, car je dois avoir une densité d'environ 24kg/m3 a l'intérieur du moteur (de l'air a 20 bars quoi). Mais donc effectivement, avec fluent je ne calcule rien d'autre que le transfert de chaleur dans les solides et les fluides. La déformée et les contraintes dues a ces pressions a l'interieur du moteur ont déja été calculé en statiqu avec ANSYS structural.

Pour les choix des matériaux, je n'ai pas d'autres options que de choisir le matiaux et de le définir en gaz ideal (par exemple), ou incompressible (par exemple).

Pour mon matos, j'ai un serveur 2x20coeurs et 128 de ram. je sais qu'il y a mieux mais il tourne pas mal pour mon petit budget. Ca me permet de mailler correctement je pense. Je suis sur des cells de 1 ou 2 mm3 dans les zones actives, pour le reste c'est autour de 4 ou 5 mm3 et 8mm3 pour les carters. De toutes facon j'ai essayé de mailler encore plus fin, mais j'obtiens les mêmes resultats pour un tps de calcul 4 fois plus long...

[Bubinos]

De plus, je ne suis pas sur que Ansys fluent puisse faire ce genre de calculs. J'ai vu qu'il y a deux autres modules fluide appelé polyflow et CFX. Peut etre que eux le font... mais bon ca voudrai dire me re-autoformer sur 2 autres modules... j'ai pas vraiment le courage.

ok je viens de voir que Fluent a l'air de faire ce type de calcul, mais pour ca il faudrait vraiment une formation complete... deja que je galère avec une seule physique... alors la... j'imagine même pas le tps qu'il me faudrait...

Tu penses que mes 2 études séparées ne sont pas viables? Sachant que mon objectif principal est de savoir si mon système ne dépasse pas 130°C?

[mAx6010]

Le FSI que j expliquais n etait qu un exemple et ça ne concerne pas ton probleme.
Dans ton cas, si tu fais que du thermique alors les echanges thermiques au sein du fluide vont etre calcules (via l activation des equations d energie), et pour la conduction thermique dans ton solide, la je suis moins categorique.
Mais on est d accord que la conduction thermique au niveau du solide ne requiert pas l utilisation des equations de NS.
C est juste la ou je voulais en venir.
Fais un display Temperature dans ton domaine solide: si tu y vois un gradient, alors il y a bien conduction, si non alors rien n y est calcule et tu pouvais te passer du maillage solide.
En gros tous tes mailages non fluide, ne sont pas pris en compte.

Quand tu parles de turbulence et de visualisation des tourbillons, faut faire attention: la presence d un tourbillon ne veut pas dire que l ecoulement est necessairement turbulent.
C est toi qui definit si ton ecoulement est laminaire ou turbulent.
Si tu le definis comme turbulent, alors (pour un modele k-epsilon standard) les variables vont etre decomposees en une somme d un terme moyen, et un terme fluctuant.
Quand tu reecris les equations de NS avec cette decomposition, tu vas retomber sur les equations de NS, avec un terme non lineaire en plus (probleme de fermeture et necessite du modele de turbulence)
Les variables que tu vas voir sur ton display vont etre des valeurs moyennees et tu ne verras pas, par exemple, toutes les echelles des tourbillons. (tu peux le faire avec d autres modeles, mais avec des maillages hyper fin)
je te renvois vers la theorie de la turbulence, ou tu verras surement aussi les couches-limite et la necessite d avoir une premiere maille a une certaine distance de ta paroi (a definir), sans quoi tu auras une couche limite calculee entierement turbulente, alors qu en realite tu as une sous-couche laminaire.

[Bubinos]

Ok! je vois.

J'ai bien vérifié, et les solides ont bien un gradient T°. Mon etait aussi de connaitre la température des carters et du rotor.

Pour la turbulence, effectivement... il faut que je vérifie ca... Car il possible que je l'ai enlevé pour pouvoir faire tourner et converger mon calcul.

Bref, merci encore pour toutes ces explications!

[invite81907b3a]

Bonjour,

J'ai importé une pièce complexe de CATIA (Un autoclave donc je dirai surfacique sauf que le réservoir continent des éléments soudés) avec l'extension .igs vers ANSYS FLUENT. Ce qui a reussi. J'ai bien importé ma pièce.
Puis, j'ai fais la sélection nommée de mon entrée d'air, de ma sortie d'air, ainsi que de mon mur.

Mais lorque je fais le maillage, je constate bien dans l'onglet "Mécanique des fluides (Fluent)-MESHING [ANSYS CFD PrepPost] que la pièce est maillée; Mais je vois les messages d'erreurs suivants :
- l'exportateur du fichier de maillage ne peutr pas résoudre les dépendances cycliques dans les régions de contacts qui se recouvrent, veuillez essayer de réparer les régions qui se récouvrent. Je ne sais donc pas comment faire pour voir ces régions de contact. Aussi, j'ai fais le maillage de toutes les zones de contacts, mais je recois toujours la même erreur.
- Quand je vais dans la partie "schéma de l'objet, je fais la maise à jour du maillage", mais mon icone reste jaune et je reçois un message d'erreur " erreur de la maise à jour du maillage "

J'ai beau refaire plusieurs fois le maillage, mais je rencontre le même message d'erreur.

Auriez-vous une idée des causes de ces messages d'erreur sachant que le maillage a bien été réalisé et affiché. J'ai pourtant bien mis le matériau sur la pièce dans CATIA avant de l'importer sur ANSYS FLEUNT.

Dans l'attente de vos avis, Je vous remercie pour votre lecture/Bonjour,

[Bubinos]

Salut G9437790,

Hésite pas a m'envoyer un message privé si tu as tjr ce problème... je n'étais pas repassé sur ce post depuis un moment...

Je commence a avoir un peu de bagage sur Fluent maintenant.

Cordialement,

Bubinos