Problèmes de convergence

Dans cette partie nous allons évoquer les erreurs qui peuvent valoir la peine d'être signalées dans le but d'améliorer les simulations futures. Effectivement lorsque les calculs durent plus longtemps il commence à y avoir une fraction volumique importante. Cette apparition de vapeur à pour effet de générer un plantage dans le code de calcul.

Pour réussir à prolonger le temps de calcul nous avons ajouter une cinquantaine de cycle de vérification APH. Ce sont les cycles de pré-calcul qui vérifient que toutes les valeurs de pression et vitesse ont bien convergés. En augmentant le nombre de cycle cela permet de converger plus à chaque cycle (surtout ceux qui ne convergeait pas auparavant) et donc repousse la possibilité de faire des calculs sur des temps plus important.

Malgré les 60 cycles qui font que les calculs convergent plus longtemps lorsqu'il y a trop de vapeur les calculs s'arrêtent tout de même. Nous avons donc regarder les origines possible de ce problème. Nous nous sommes donc aperçu que pour conserver le débit massique lors de la formation de bulle, cette dernière phase qui possède une masse volumique 2000 fois plus faible que celle du liquide fait que la vitesse augmente violemment:

$\rho U S =constante$

Il existe alors un taux de cisaillement fort entre le liquide au cœur de l'écoulement qui est à 0.5 m/s environ et les bulles de gaz qui sont maintenant à environ 265 m/s comme le montre cet imprime écran fait sur le listing de l'étape de calcul qui plante.

Les critères permettant de dire que cette itération est un problème sont les suivants:

-le critère de convergence imposé dans Edamox est de 1.10-6. Or ici dans la dernière itération la valeur du cycle est de 1.10-1.

  • La vitesse du gaz est de 265 m/s
  • La somme des fractions volumique des deux phases ne vaut plus 1.
  • La fraction volumique maximale de la phase est supérieur à 1.
  • Le calcul s'arrête dès l'itération suivante

                                     

Une hypothèse à également été faite sur la méthode de mise en température de fluide. Car nous avons directement injecté un flux d'enthalpie au niveau de la paroi dans Edamox. Cette méthode à le défaut de créer une marche d'escalier se qui rend le modèle brusque à traiter pour le code.

Il est possible de contourner ce problème à l'aide de la routine fortran usclim.F qui permet d'insérer une rampe d'énergie. Par exemple pendant 2 s l'enthalpie injectée passe de 0 à la valeur voulue de manière linéaire. Cela rend le traitement plus simple pour NEPTUNE_CFD car la méthode est plus douce.