Résultats et commentaires

Validation du maillage

Afin de valider le maillage que nous avons généré à l'aide du logiciel matlab, nous avons procédé à une première simulation très brèves pour une vitesse d'entrée de 1m.s-1. Nous avons ainsi pu vérifier le bon comportement du fluide aux limites du domaine, notamment en observant la présence d'un Poiseuille en entrée.

 

Champ de vitesse - test des conditions limites

 

   

  Vitesse en entrée du système - t=0.1 ms     Vitesse en sortie de système - t=0.1 ms

Le profil observé en entrée est une extrapolation entre le profil Poiseuille en première maille (non-observable) et la maille calculée suivantes. Ainsi on n'observe pas directement un profil de Poiseuille.

A la paroi limite nord du domaine, on observe bien une vitesse nulle à la paroi et une vitesse sortante à la sortie.

Test aux conditions industrielles

Ainsi assurés de la validité du maillage, nous avons pu lancer une seconde simulation pour une vitesse de 200m.s-1 correspondant à la vitesse d'entrée du fluide dans le système industriel. Le pas de temps est extrêmement faible, de l'ordre de 10-10s. Le calcul tourne alors 1 060 000 itérations (0.104 ms) avant de diverger.

Champ de vitesse dans le domaine - le calcul diverge

Dans le but de faire converger le calcul, nous avons donc décidé de diminuer la vitesse d'entrée du fluide. Cependant, pour conserver la physique de l'écoulement qui nous intéresse, il nous a fallu conserver le même nombre de Reynolds pour toutes les simulations.

Conservation du Reynolds

Afin de diminué la vitesse d'entrée du fluide tout en conservant le Reynolds de l'écoulement, nous avons choisi de diviser la vitesse et la viscosité du fluide par un même facteur. Ainsi nous avons choisi arbitrairement de diviser ces deux quantités par 10. Toutes les simulations réalisées par la suite l'ont été pour une vitesse d'entrée de 20m.s-1

Par ailleurs, on observe que le calcul à V=200 m.s-1 diverge lorsque les vitesses deviennent importantes en sortie. Dans cette zone, les vitesses passent d'une valeur nulle en paroi à une valeur très importante à "l'angle" de la conduite de sortie.  Dans la suite de notre travail, nous avons donc cherché à réduire l'importance de cette contrainte, lourde pour un code CFD.