Réduction modale adaptée à la simulation thermique avec rayonnement : Application à une pièce dans un four industriel
Benjamin Gaume1, ⋆, Frédéric Joly1, Olivier Quéméner1
⋆ : b.gaume@iut.univ-evry.fr
1 LMEE, Univ Evry, Université Paris-Saclay
Mots clés : Rayonnement thermique, modèle réduit, réduction modale, radiosité, éléments finis
Résumé :
La simulation numérique d’applications industrielles telles que les satellites ou les fours, nécessitent une modélisation fine de l’ensemble des phénomènes physiques et plus particulièrement du rayonnement.
Le rayonnement thermique de par sa forte non-linéarité et son intégration dans l’espace rend les simulations numériques couteuses tant en temps de calcul qu’en utilisation de mémoire.
Nous proposons une méthode de réduction modale pour réduire un problème de transferts thermiques dominé par le rayonnement. A cette fin, la méthode AROMM (Amalgam Reduced Order Modal Model) [1], qui est une extension de la méthode BERM [2,3,4], préserve l’intégrité de la géométrie, est couplée à la méthode classique des radiosités. L’application traitée est une pièce de titane complexe chauffée par deux panneaux radiants placés dans un four. La méthode AROMM réduit d’un facteur 100 le temps de calcul nécessaire pour obtenir la solution, tout en maintenant une erreur moyenne inférieure à 0,1%.
Ces très bonnes performances ouvrent la voie à une procédure de contrôle ou d’identification dans un délai raisonnable pour ce type d’applications.
[1] B. Gaume, F. Joly and O. Quéméner, Modal reduction for a problem of heat transfer with radiation in an enclosure, Int. J. Heat Mass Transfer, 141 (2019) 779-788.
[2] S. Carmona, Y. Rouizi, O. Quéméner, F. Joly, and A. Neveu. Estimation of heat flux by using reduced model and the adjoint method. application to a brake disc rotating. International Journal of Thermal Sciences, 131:94 – 104, 2018.
[3] S. Carmona, Y. Rouizi, and O. Quéméner. Spatio-temporal identification of heat flux density using reduced models. application to a brake pad. International Journal of Heat and Mass Transfer, 128:1048 – 1063, 2019.
[4] O. Quéméner, A. Neveu, and E. Videcoq. A specific reduction method for branch modal formulation: Application to highly non linear configuration. Int. J. Thermal Sci., 46(9):890–907, 2006.
doi : https://doi.org/10.25855/SFT2020-055
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