II.3. Les Logiciels de Simulation Numérique
Le développement du calcul scientifique a
entraîné le développement de nouveaux algorithmes, de
nouvelles méthodes de calcul, d'interfaces plus conviviales et plus
puissantes. Combinés aux progrès très rapide du
matériel informatique, ces développements assurent la progression
des performances des logiciels et par conséquent la réduction du
temps de simulation numérique.
Dans notre travail on utilise le logiciel de simulation
ANSYS 13; (ICEM CFD) pour généré le maillage
tétra/prisme et (FLUENT) pour la simulation d'écoulement
fluide.
II.3.1. ICEM CFD
ICEM est un mailleur commercial ouvert (par
opposition à limité à seul code de calcul. Il peut lire
des géométries venant des logiciels de CAO classiques :
SOLIDWORKS, CATIA, etc., ou générer lui-même ses
géométries. ICEM sauvegarde les maillages soit aux formats des
codes classiques de mécanique des fluides (Fluent, CFX, ...) et de
mécanique du solide (Nastran, Patran, ...), soit dans des formats
définis par l'utilisateur lui-même par le biais de routines en
Fortran ou C.
Par rapport à la concurrence, ICEM est un
mailleur très puissant en termes de génération des
géométries complexes et d'optimisation de maillage. La contre
partie de cette puissance vient de la complexité de l'outil (il existe
de multiples options) et d'une convivialité perfectible.
ICEM génère des maillages 2D ou 3D
structurés, non structurés et hybride à base
d'hexaédriques, prismatiques, tétraédriques. Permet de
mailler des domaines de géométrie d'un problème de CFD
(Computational Fluid Dynamics). Il génère des fichiers *.msh pour
Fluent. Ce dernier est un logiciel qui est basé sur l'utilisation de la
méthode des volumes finis des problèmes de mécanique des
fluides et de transferts thermiques.
En résumé, ICEM est pour la
mécanique des fluides un des mailleurs les plus performants mais il
nécessite un investissement en temps conséquent.
ICEM-CFD regroupe trois fonctions : définition
de la géométrie du problème (construction si la
géométrie est simple ou bien import de la géométrie
CAO), le maillage et sa vérification, la définition des
frontières (Types de conditions aux limites) et définitions des
domaines de calculs.
Figure (II.9) : Interface d'ICEM CFD
II.3.2. Le Solveur Fluent
Fluent est un solveur qui utilise des maillages
non-structurés 2D ou 3D (avec la méthode des volumes finis). Ces
maillages sont : soit des maillages triangulaires (tétraédriques
en 3D), soit des maillages structurés interprétés en
format nonstructurés comme des rectangles (hexaèdres), pour une
simulation de tous les écoulements fluides, compressibles ou
incompressibles, impliquant des phénomènes physiques complexes
tels que la turbulence, le transfert thermique, les réactions chimiques,
les écoulements multiphasiques... et ce sur les géométries
complexes industrielles. Ce produit inclut également un véritable
environnement CAO et un mailleur paramétrique de dernière
génération, permettant de mettre en place
rapidement les modèles numériques ou de
s'intégrer aux outils de conception
déjàexistants (SOLIDWORKS, CATIA, I-DEAS,
Pro/E...)
Le maillage est lu dans fluent comme un nouveau cas
et il est possible de l'améliorer : lissage (grid smoothing) ou
permutation des arêtes (grid swapping). Pour débuter une
simulation, il faut passer dans chaque menu déroulant de Fluent (en
commençant par la gauche) pour initialiser les différents
paramètres de la simulation (modèle de turbulence, condition aux
limites, etc.).
Figure (II.10) : Interface FLUENT 13.
| 
