Choix du logiciel de calcul et premiers enseignements

On utilise notre maillage sur deux logiciels commerciaux : StarCCM+ et Fluent. Rapidement nous nous tournons uniquement vers le second car l'export des données et plus aisé notamment pour réaliser des animations.

Sous Fluent nous utilisons la méthode Volume of Fluid pour le calcul diphasique avec l'air et la phase liquide. On commence par fixer les propriétés du liquide de la manière suivante : $\rho =1090 kg.m^{-3}$ et $\mu = 0.02 Pa.s$. Ces valeurs viennent d'une documentation sur le produit utilisé (retardant Fire-Trol 931 mélangé avec en proportion 20-80 avec l'eau). On étudiera plus tard l'influence des propriétés du mélange et notamment l'influence de la viscosité qui n'est jamais définie avec précision dans la littérature.

En lançant un cas basique sous Fluent on obtient le résultat suivant :

Cette première simulation, même si elle ne fournit aucune information pertinente sur notre préoccupation principale qui est le temps de vidange (puisqu'il s'agit d'un cas en deux dimensions), nous permet tout de même de tirer quelques enseignements importants. Et le principal d'entre eux et que le débit de sortie n'est pas constant. En effet, on voit qu'une fois les trois quarts de la vidange effectués, de l'air commence à sortir en même temps que du liquide. Ceci est problématique puisque cela veut dire que l'efficacité du largage sera moindre sur la fin de la vidange. Il va donc falloir trouver un moyen de contourner ce problème.

Un autre enseignement que nous avons tiré de ces calculs en deux dimensions est que l'écoulement lors de la vidange est symétrique. Ainsi, afin de réduire la taille de nos calculs en trois dimensions et donc de gagner du temps, nous pouvons créer un domaine qui ne représente qu'un quart de la géométrie totale et imposer avec Fluent des conditions de symétrie sur les côtés ce qui reviendra au même que de simuler la vidange sur l'intégralité du domaine.