Modélisations AXIS, PLAN, AXIS_DIAG et PLAN_DIAG

Modélisations AXIS, PLAN, AXIS_DIAG et PLAN_DIAG
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Code_Aster
Titre : Modélisations AXIS, PLAN, AXIS_DIAG et PLAN_DIAG
Responsable : Christophe DURAND
Organisme(s) :
Date : 23/12/2008
Clé : U3.23.01
Page : 1/6
Révision : 0
EDF-R&D/AMA, DeltaCAD
Manuel d'Utilisation
Fascicule U3.23 : Eléments finis thermiques 2D
Document : U3.23.01
Modélisations AXIS, PLAN, AXIS_DIAG
et PLAN_DIAG Résumé :
Ce document décrit pour les modélisations de thermiques des éléments axisymétriques et plans :
•
•
•
•
•
les degrés de liberté portés par les éléments finis qui supportent la modélisation,
les mailles supports afférentes,
les matériaux et chargements supportés,
les possibilités non linéaires,
les cas-tests mettant en œuvre les modélisations.
Les modélisations axisymétriques et planes (Phénomène : THERMIQUE) correspondent à des éléments
finis dont les mailles supports sont surfaciques.
Les modélisations AXIS_DIAG et PLAN_DIAG couvrent les mêmes possibilités que AXIS et PLAN et n'en diffèrent que pour un calcul de thermique où la matrice de masse thermique est alors
diagonalisée.
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Fascicule u3.23 :
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Titre : Modélisations AXIS, PLAN, AXIS_DIAG et PLAN_DIAG
Responsable : Christophe DURAND
1
Discrétisation
1.1
Degrés de libertés
Modélisation
Page : 2/6
Révision : 0
Degrés de liberté
(à chaque nœud sommet)
TEMP : correspond à la température
AXIS, AXIS_DIAG, PLAN, PLAN_DIAG
1.2
Date : 23/12/2008
Clé : U3.23.01
Maille support des matrices de rigidité
Les mailles support des éléments finis peuvent être des triangles ou quadrilatères. Les
éléments sont iso-paramétriques.
Modélisation
Maille
AXIS(_DIAG) ­ PLAN(_DIAG)
AXIS(_DIAG) ­ PLAN(_DIAG)
AXIS(_DIAG) ­ PLAN(_DIAG)
AXIS ­ PLAN
AXIS(_DIAG) ­ PLAN(_DIAG)
1.3
TRIA3
Linéaire
QUAD4
Linéaire
TRIA6
Quadratique
QUAD8
QUAD9
Serendip
Quadratique
Remarques
Maille support des chargements
Modélisation
AXIS(_DIAG) ­ PLAN(_DIAG)
AXIS(_DIAG) ­ PLAN(_DIAG)
2
Interpolation
Maille
Interpolation
SEG2
Linéaire
SEG3
Quadratique
Remarques
Chargements supportés
Les chargements disponibles sont les suivants :
•
SOURCE
Permet d'appliquer des sources volumiques à un domaine 2D.
Modélisations supportées : AXIS(_DIAG), PLAN(_DIAG)
•
FLUX_REP
Permet d'appliquer des flux normaux à des côtés d'éléments 2D.
Modélisations supportées : AXIS(_DIAG), PLAN(_DIAG)
•
ECHANGE
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Responsable : Christophe DURAND
Date : 23/12/2008
Clé : U3.23.01
Page : 3/6
Révision : 0
Permet d'appliquer des conditions d'échange avec une température extérieure à des côtés
d'éléments 2D.
Modélisations supportées : AXIS(_DIAG), PLAN(_DIAG)
•
ECHANGE_PAROI
Permet d'appliquer des conditions d'échange entre deux parois.
Modélisations supportées : AXIS(_DIAG), PLAN(_DIAG)
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Fascicule u3.23 :
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Responsable : Christophe DURAND
•
Date : 23/12/2008
Clé : U3.23.01
Page : 4/6
Révision : 0
GRAD_TEMP_EPSI
Permet d'appliquer un gradient de température "initial" supposé uniforme dans l'élément.
Modélisations supportées : AXIS(_DIAG), PLAN(_DIAG)
•
CONVECTION
Permet de prendre en compte les termes de transport de chaleur par convection, pour
THER_NON_LINE_MO uniquement.
Modélisations supportées : AXIS, PLAN
•
RAYONNEMENT
Permet de prendre en compte le flux rayonné à l'infini.
Modélisations supportées : AXIS(_DIAG), PLAN(_DIAG)
3
Possibilités non-linéaires
Deux opérateurs sont disponibles pour l'étude de comportements non-linéaires :
•
•
THER_NON_LINE [U4.54.02] : cet opérateur permet, en stationnaire ou en
transitoire, de résoudre les problèmes de :
– Thermique non-linéaire standard : matériau dépendant de la température,
conditions aux limites (rayonnement et flux imposé non linéaire),
– Thermique non-linéaire avec calcul de l’hydratation du béton,
– Séchage du béton.
THER_NON_LINE_MO [U4.54.03] : cet opérateur permet de résoudre l'équation de la
chaleur stationnaire dans un référentiel mobile lié à un chargement et se déplaçant
dans une direction et à une vitesse donnée.
4
Exemples de mise en œuvre : cas-tests
4.1
Thermique
•
•
AXIS
– Thermique linéaire stationnaire
TPLA07A [V4.01.007] : Analyse thermique d'un cylindre creux orthotrope soumis à
différentes conditions aux limites (flux imposé, convection, variation linéaire des
températures extérieures).
– Thermique non-linéaire stationnaire
TPNA01A [V4.41.001] : Analyse thermique d'un cylindre creux soumis à un échange
convectif sur la paroi intérieure et à un rayonnement à l'infini sur la paroi extérieure.
– Thermique linéaire transitoire
TTLV01B [V4.25.001] : Analyse thermique linéaire transitoire d'une sphère pleine
soumise à une échange de chaleur par convection.
– Thermique non-linéaire transitoire
TTNA200A : cas-test de non-regression
PLAN
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Date : 23/12/2008
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Révision : 0
– Thermique linéaire stationnaire
TPLL100B [V4.02.100] : Analyse thermique d'un mur plan anisotrope soumis à une
température imposée et à un flux.
– Thermique non-linéaire stationnaire
TPNL300A [V4.42.300] : Analyse thermique unidimensionnelle d'un mur soumis à
une température imposée sur la paroi interne et à une échange par rayonnement sur la
paroi externe (Test NAFEMS).
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Fascicule u3.23 :
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Titre : Modélisations AXIS, PLAN, AXIS_DIAG et PLAN_DIAG
Responsable : Christophe DURAND
•
•
4.2
Page : 6/6
Révision : 0
– Thermique linéaire transitoire
TTLP100B [V4.23.100] : Calcule de la réponse thermique transitoire linéaire de deux
plaques séparées par un jeu dans lequel s'effectue un transfert de chaleur entre les
parois.
– Thermique non-linéaire transitoire
TTNL02A [V4.22.002] : Simulation d'un changement de phase liquide/solide en
introduisant par l'intermédiaire de l'enthalpie volumique la chaleur latente de fusion.
– Thermique stationnaire non linéaire avec chargement mobile
TPLV102A [V4.04.102] : Transport de chaleur par convection et par conduction dans
une cavité carrée.
AXIS_DIAG
– Thermique linéaire transitoire
TTLV100A [V4.25.100] : Analyse thermique linéaire transitoire d'un tuyau supposé
infini dans lequel on impose un choc thermique froid à l’aide d’une condition limite
d’échange.
PLAN_DIAG
– Thermique linéaire transitoire
TTLL100A [V4.21.100] : Analyse thermique linéaire transitoire d'un mur plan infini
auquel on impose un choc thermique froid à l’aide d’une condition limite d’échange.
– Thermique non-linéaire transitoire
TTNL02C [V4.22.002] : Simulation d'un changement de phase liquide/solide en
introduisant par l'intermédiaire de l'enthalpie volumique la chaleur latente de fusion.
Hydratation
•
4.3
Date : 23/12/2008
Clé : U3.23.01
AXIS
TTNL03B [V4.22.003] : simulation d'un essai adiabatique: analyse du comportement
thermo-hydratant d'un échantillon de béton frais plongé dans un calorimètre, la prise
s’effectuant avec dégagement de chaleur.
Séchage
•
AXIS
HSNA102A [V7.20.102] : Validation du calcul du séchage du béton, il s’agit d’un cas test
axisymétrique où la concentration en eau est appliquée directement sur la paroi extérieure.
•
AXIS_DIAG
HSNA102D [V7.20.102] : Validation du calcul du séchage du béton, il s’agit d’un cas test
axisymétrique où la concentration en eau est appliquée directement sur la paroi extérieure.
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Fascicule u3.23 :
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