Modélisations 3D et 3D_DIAG - Phénomène

Modélisations 3D et 3D_DIAG - Phénomène
Version
default
Code_Aster
Titre : Modélisations 3D et 3D_DIAG - Phénomène THERMIQUE
Responsable : Christophe DURAND
Organisme(s) :
Date : 23/12/2008
Clé : U3.24.01
Page : 1/5
Révision : 0
EDF-R&D/AMA, DeltaCAD
Manuel d'Utilisation
Fascicule U3.24 : Eléments finis thermiques 3D
Document : U3.24.01
Modélisations 3D et 3D_DIAG thermiques
Résumé :
Ce document décrit pour les modélisations 3D et 3D_DIAG thermiques :
•
•
•
•
•
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
La modélisation 3D (Phénomène : THERMIQUE) correspond à des éléments finis dont les mailles
supports sont volumiques.
La modélisation 3D_DIAG couvre les mêmes possibilités que 3D et n’en diffère que pour un calcul de
thermique où la matrice de masse thermique est alors diagonalisée avant résolution.
Manuel d'utilisation
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Fascicule u3.24 :
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Titre : Modélisations 3D et 3D_DIAG - Phénomène THERMIQUE
Responsable : Christophe DURAND
1
Discrétisation
1.1
Degrés de libertés
Date : 23/12/2008
Clé : U3.24.01
Modélisation
Degrés de liberté
(à chaque nœud sommet)
3D et 3D_DIAG
1.2
Page : 2/5
Révision : 0
TEMP : correspond à la température
HYDR : correspond à l’hydratation
Maille support des matrices de rigidité
Les mailles support des éléments finis peuvent être des tétraèdres, des pyramides, des prismes
ou des héxaèdres. Les éléments sont iso-paramétriques.
1.3
Modélisation
Maille
3D et 3D_DIAG
3D
3D et 3D_DIAG
3D
3D et 3D_DIAG
3D
3D et 3D_DIAG
3D
3D
TETRA4
TETRA10
PYRAM5
PYRAM13
PENTA6
PENTA15
HEXA8
HEXA20
HEXA27
Interpolation
Remarques
Linéaire
Quadratique
Linéaire
Quadratique
Bi-linéaire
Serendip
Tri-linéaire
Serendip
TriQuadratique
Maille support des chargements surfaciques
Modélisation
Maille
Interpolation
3D et 3D_DIAG
TRIA3
3D et 3D_DIAG
TRIA6
3D et 3D_DIAG
3D et 3D_DIAG
QUAD4
QUAD8
QUAD9
Linéaire ou
Bi-Linéaire
Quadratique
ou
Serendip
Bi-linéaire
Serendip
Quadratique
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Remarques
Fascicule u3.24 :
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Titre : Modélisations 3D et 3D_DIAG - Phénomène THERMIQUE
Responsable : Christophe DURAND
2
Date : 23/12/2008
Clé : U3.24.01
Page : 3/5
Révision : 0
Chargements supportés
Les chargements disponibles sont les suivants :
•
SOURCE
Permet d'appliquer des sources volumiques à un domaine 3D.
Modélisations supportées : 3D, 3D_DIAG
•
FLUX_REP
Permet d'appliquer des flux normaux à des faces d'éléments volumiques.
Modélisations supportées : 3D, 3D_DIAG
•
ECHANGE
Permet d'appliquer des conditions d'échange avec une température extérieure à des faces
d'éléments volumiques.
Modélisations supportées : 3D, 3D_DIAG
•
ECHANGE_PAROI
Permet d'appliquer des conditions d'échange entre deux parois.
Modélisations supportées : 3D, 3D_DIAG
•
GRAD_TEMP_INIT
Permet d'imposer un gradient de température supposé uniforme dans un élément
Modélisations supportées : 3D, 3D_DIAG
•
CONVECTION
Permet de prendre en compte les termes de transport de chaleur par convection, pour
THER_NON_LINE_MO uniquement.
Modélisation supportée : 3D
•
RAYONNEMENT
Permet de prendre en compte le flux rayonné à l'infini à des faces d'éléments volumiques
Modélisations supportées : 3D, 3D_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),
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Fascicule u3.24 :
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Date : 23/12/2008
Clé : U3.24.01
Page : 4/5
Révision : 0
•
– 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.
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Titre : Modélisations 3D et 3D_DIAG - Phénomène THERMIQUE
Responsable : Christophe DURAND
4
Exemples de mise en œuvre : cas-tests
4.1
Thermique standard
•
•
4.2
Page : 5/5
Révision : 0
3D
– Thermique linéaire stationnaire
TPLL100A [V4.02.100] : Analyse thermique d'un mur plan anisotrope soumis à une
température imposée et à un flux.
– Thermique linéaire transitoire
TTLL01C [V4.21.001] : Analyse thermique linéaire transitoire d'un mur infini soumis à
un choc thermique.
– Thermique non-linéaire stationnaire
TPNA01A [V4.41.001] : Analyse thermique d'un cylindre creux dont la paroi interne
est soumise à un rayonnement et la paroi externe à une échange par convection.
– Thermique non-linéaire transitoire
TTNL03A [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.
– Thermique non-linéaire stationnaire avec chargement mobile
TPLV105A [V4.04.105] : Ce test présente la simulation thermique par éléments finis
de l'essai Varestraint. Cet essai de soudabilité est employé pour caractériser la
résistance à la fissuration à chaud des matériaux.
3D_DIAG
– Thermique linéaire transitoire
TTLL01J [V4.21.001] : Analyse thermique linéaire transitoire d'un mur infini soumis à
un choc thermique.
Hydratation
•
4.3
Date : 23/12/2008
Clé : U3.24.01
3D
TTNL03A [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
•
3D
HSNA100B [V7.20.100] : Calcul du séchage d'un mur d'enceinte en béton : le séchage
s'effectue par échange avec l'extérieur, sur les parois interne et externe du mur.
•
3D_DIAG
HSNA100D [V7.20.100] : Calcul du séchage d'un mur d'enceinte en béton : le séchage
s'effectue par échange avec l'extérieur, sur les parois interne et externe du mur.
Manuel d'utilisation
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Fascicule u3.24 :
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