[U7.03.41] Procédure MACR_ECREVISSE

[U7.03.41] Procédure MACR_ECREVISSE
Version
default
Code_Aster
Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 1/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Procédure MACR_ECREVISSE
Résumé :
La macro-commande MACR_ECREVISSE a pour but de calculer le débit de fluide (air/vapeur/liquide) à travers
une (ou plusieurs) fissure(s) traversante(s) dans une structure modélisée en 2 dimensions. Elle réalise pour
cela, à chaque pas de temps, le chaînage de deux codes :
•Code_Aster qui permet de connaître l'état thermo-mécanique de la structure
•Ecrevisse qui réalise le calcul thermo-hydraulique d’écoulement à travers la fissure.
En pratique, la macro-commande se charge d'effectuer successivement pour tous les pas de temps :
•un calcul thermique linéaire
•un calcul mécanique quasi-statique
•d'appeler la macro-commande CALC_ECREVISSE, qui elle va être en charge :
1.de récupérer le profil de la fissure
2.d'appeler une troisième macro-commande MACR_ECRE_CALC qui va générer le fichier de commande et
lancer Ecrevisse
3.d'extraire et copier les résultats
4.de vérifier les critères imposés sont vérifiés et si besoin redécouper le pas de temps.
Le concept de sortie principal est la structure de données résultat du calcul mécanique (evol_noli). Il est
également possible d'obtenir la structure de données résultats du calcul thermique, ainsi que 2 tables, l'une
contenant les débits à chaque instant, l'autre récapitulant les données concernant les fissures. En créant un
répertoire de sortie dans le profil d'étude, on pourra y récupérer toutes les sorties concernant Ecrevisse.
Il est possible d'effectuer des poursuites du calcul.
Remarque
Il est nécessaire de préciser le mot-clé DEBUG=_F(HIST_ETAPE='OUI') dans DEBUT ou
POURSUITE pour utiliser MACR_ECREVISSE.
Manuel d'utilisation
Fascicule u7.03 : Chaînage avec un autre logiciel
Copyright 2015 EDF R&D - Document diffusé sous licence GNU FDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)
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Code_Aster
Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 2/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Table des Matières
1 But.......................................................................................................................................................3
2 Syntaxe...............................................................................................................................................3
3 Opérandes...........................................................................................................................................6
3.1 Opérandes TABLE / TEMPER / DEBIT .......................................................................................6
3.2 Mot clé ETAT_INIT.......................................................................................................................6
3.3 Opérandes MODELE_MECA / MODELE_THER .........................................................................6
3.4 Opérande LIST_INST ..................................................................................................................6
3.5 Opérande CHAM_MATER............................................................................................................7
3.6 Opérande CARA_ELEM...............................................................................................................7
3.7 Mot clé EXCIT_MECA .................................................................................................................7
3.8 Mot clé CONTACT .......................................................................................................................7
3.9 Mot clé EXCIT_THER ..................................................................................................................7
3.10 Mot clé COMP_INCR .................................................................................................................7
3.11 Mot clé NEWTON ......................................................................................................................7
3.12 Mot clé CONVERGENCE ..........................................................................................................8
3.13 Opérande PARM_THETA ..........................................................................................................8
3.14 Mot clé FISSURE........................................................................................................................8
3.15 Mot clé ECOULEMENT............................................................................................................10
3.16 Mot clé MODELE_ECRE..........................................................................................................11
3.17 Mot clé CONV_CRITERE.........................................................................................................11
3.18 Mot clé CONVERGENCE_ECREVISSE...................................................................................12
3.19 Opérande COURBES ..............................................................................................................13
3.20 Opérande LOGICIEL ...............................................................................................................13
3.21 Opérande VERSION ................................................................................................................13
3.22 Opérande ENTETE ..................................................................................................................13
3.23 Opérande IMPRESSION .........................................................................................................13
3.24 Opérande INFO .......................................................................................................................13
4 Fonctionnement du couplage............................................................................................................13
4.1 Principe.......................................................................................................................................13
4.2 Unités..........................................................................................................................................14
4.3 Quelques conseils d'utilisation....................................................................................................14
5 Exemple d’utilisation........................................................................................................................14
6 Référence Ecrevisse.........................................................................................................................15
7 Annexes............................................................................................................................................16
7.1 Syntaxe de la procédure CALC_ECREVISSE............................................................................16
7.2 Opérandes spécifiques à CALC_ECREVISSE...........................................................................17
7.3 Syntaxe de la procédure MACR_ECRE_CALC..........................................................................17
7.4 Opérandes spécifiques à MACR_ECRE_CALC.........................................................................18
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Code_Aster
Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
1
Date : 22/04/2013 Page : 3/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
But
Cette commande permet le chaînage de Code_Aster avec le logiciel ECREVISSE. Le principe repose
pour chaque pas de temps, à un appel successif à :
• THER_LINEAIRE pour obtenir l'état thermique de la structure
• STAT_NON_LINE pour obtenir l'état mécanique de la structure
• au code ECREVISSE pour connaître les conditions d'écoulement du fluide.
Remarque
Il est nécessaire de préciser le mot-clé DEBUG=_F(HIST_ETAPE='OUI') dans DEBUT ou
POURSUITE pour utiliser MACR_ECREVISSE.
2
Syntaxe
MACR_ECREVISSE
# CONCEPTS SORTANTS
◊ TABLE
◊ DEBIT
◊ TEMPER
(
= CO('table')
= CO('debit')
= CO('temp')
[CO]
[CO]
[CO]
# ETAT_INITIAL
◊ ETAT_INIT
= _F (
♦ EVOL_NOLI
= evol_noli
♦ EVOL_THER
= evol_ther
♦ NUME_ORDRE
= nume_ordre
),
[evol_noli]
[evol_ther]
[I]
# MODELES THERMO-MECANIQUES
♦ MODELE_MECA
= m_meca
♦ MODELE_THER
= m_ther
# LISTE D'INSTANTS
♦ LIST_INST = list_inst
[modele_sdaster]
[modele_sdaster]
[listr8]
# DONNEES POUR STAT_NON_LINE ET THER_LINEAIRE
♦ CHAM_MATER
= chmat
[cham_mater]
◊ CARA_ELEM
= carac
[cara_elem]
♦ EXCIT_MECA
= _F (
♦ CHARGE
= chi
[char_meca]
◊ FONC_MULT
= fi
[fonction]
◊ TYPE_CHARGE
= / 'FIXE_CSTE'
[DEFAUT]
/ 'SUIV'
/ 'DIDI'
)
♦ CONTACT = char_contact
[char_contact]
♦ EXCIT_THER = _F (
♦ CHARGE = chi
[char_ther]
◊ FONC_MULT = fi
[fonction]
)
♦ COMP_INCR
= _F ( voir le document [U4.51.11] )
◊ NEWTON
= _F ( voir le document [U4.51.03] )
◊ CONVERGENCE
= _F ( voir le document [U4.51.03] )
◊ PARM_THETA =
theta
[DEFAUT=0.57]
[R]
# DONNEES GEOMETRIQUES RELATIVES A LA FISSURE
♦ FISSURE
= _F (
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♦
♦
♦
♦
◊
♦
♦
♦
♦
◊
◊
Date : 22/04/2013 Page : 4/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
GROUP_MA
= gma
GROUP_NO_ORIG = ogno
GROUP_NO_EXTR = egno
SECTION = / "ELLIPSE"
/ "RECTANGLE"
LISTE_COTES_BL = / (0, max(abs_curv))
/ lcbl
LISTE_VAL_BL
=
lvbl
ZETA
= zeta
RUGOSITE = eps
OUVERT_REMANENTE
= ouv_rem
TORTUOSITE = / 1
/ tort
PREFIXE_FICHIER
= /'FISSURE1'
/'prefix'
),
# DONNEES RELATIVES A L'ECOULEMENT
♦ ECOULEMENT
= _F(
♦ / PRES_ENTREE
=
/ PRES_ENTREE_FO =
♦
/ PRES_SORTIE
=
/ PRES_SORTIE_FO =
♦ FLUIDE_ENTREE
pe
fpe
ps
fps
/
/
/
[R]
[fonction]
[nappe]
[formule]
[R]
[fonction]
[nappe]
[formule]
/
/
/
[R]
[fonction]
[nappe]
[formule]
/
/
/
[R]
[fonction]
[nappe]
[formule]
/
/
/
[R]
[fonction]
[nappe]
[formule]
=
# si FLUIDE_ENTREE = 2 ou 5
♦ / TITR_MASS
= xe
/ TITR_MASS_FO
= fxe
# si FLUIDE_ENTREE = 4 ou 5
♦ / PRES_PART
= pae
/ PRES_PART_FO
= fpae
),
# CHOIX DES MODELES POUR ECREVISSE
♦ MODELE_ECRE
= _F (
◊ IVENAC
= / 0,
/ 1,
♦ ECOULEMENT
= / 'SATURATION',
/ 'GELE',
# si ECOULEMENT = 'GELE'
♦ PRESS_EBULLITION = peb,
Manuel d'utilisation
[DEFAUT]
[listr8]
[listr8]
[R]
[R]
[R]
[DEFAUT]
[R]
[DEFAUT]
[Kn]
/
/
/
/1,
/2,
/3,
/4,
/5,
/6
# si FLUIDE_ENTREE = 1,3,4 ou 6
♦ / TEMP_ENTREE
= te
/ TEMP_ENTREE_FO = fte
♦ FROTTEMENT
[grma]
[grno]
[grno]
=
[DEFAUT]
[R]
/ -14,
/ -12,
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Responsable : Marina BOTTONI
#
♦
♦
♦
#
♦
♦
Date : 22/04/2013 Page : 5/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
/ -11,
/ -4,
/ -3,
/ -2,
/ -1,
/ 0,
/ 1,
/ 2,
/ 3,
/ 4,
/ 11,
/ 12,
/ 14,
si FROTTEMENT négatif
REYNOLDS_LIM
= relim
FROTTEMENT_LIM
= frtlim
TRANSFERT_CHAL
= / -12,
/ -11,
/ -2,
/ -1,
/ 0,
/ 1,
/ 2,
/ 11,
/ 12,
si TRANSFERT_CHAL négatif
XMINCH
=
xminch
XMAXCH
=
xmaxch
[R]
[R]
[R]
[R]
# CRITERE DE CONVERGENCE DE LA MACRO-COMMANDE
♦ CONV_CRITERE
= _F (
♦ TEMP_REF
=
tref
♦ PRES_REF
=
pref
[R]
[R]
♦ CRITERE =
/ 'TEMP_PRESS'
/ 'TEMP'
/ 'PRESS'
/ 'EXPLICITE'
si CRITERE différent de EXPLICITE
NUME_ORDRE_MIN
= n
PREC_CRIT
= prec
SUBD_NIVEAU
= nb
SUBD_PAS_MINI
= nbpas
[DEFAUT]
#
◊
◊
◊
◊
[I]
[R]
[I]
[R]
),
# CONVERGENCE NUMERIQUE D'ECREVISSE
◊ CONVERGENCE_ECREVISSE
= _F (
◊ KGTEST =
/ kgtest
/ 0.5
◊ ITER_GLOB_MAX = / itnmax
/ 400
◊ CRIT_CONV_DEBI = / precdb
/ 1.E-5
),
# GENERAL
◊ COURBES = / 'AUCUNE'
/ 'POSTSCRIPT'
/ 'INTERACTIF'
♦ / LOGICIEL = logiciel
/ VERSION = '3.2.1'
Manuel d'utilisation
[R]
[DEFAUT]
[I]
[DEFAUT]
[I]
[DEFAUT]
[DEFAUT]
[Kn]
[Kn]
[Kn]
[Kn]
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
◊ ENTETE
=
◊ IMPRESSION =
◊
INFO =
Date : 22/04/2013 Page : 6/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
titre
/ 'NON'
/ 'OUI'
[DEFAUT]
/ 1
/ 2
[DEFAUT]
)
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 7/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
3
Opérandes
3.1
Opérandes TABLE / TEMPER / DEBIT
◊ TEMPER
◊ TABLE
◊ DEBIT
= CO('temp')
= CO('table')
= CO('debit')
Ces mots-clés permettent de donner le nom des concepts sortant de la macro-commande, à savoir
• TABLE : une table de 7 colonnes donnant pour chaque pas de temps : la cote z , le flux, la
pression totale ( Pa ), la température du fluide ( ° C ), le coefficient d'échange par convection
( W.m−2. ° C −1 ), le nom de la fissure.
•
TEMPER : la structure de données résultat du calcul thermique
•
DEBIT : la valeur du débit (
kg.s−1 ) à chaque pas de temps et pour chaque fissure
Remarques :
• tous les concepts de sortie sont facultatifs ; il est néanmoins vivement conseillé de
renseigner a minima TEMPER, sinon il est impossible de contrôler les champs de
température dans la structure et de faire une poursuite
• si le concept est réentrant, le mot-clé TEMPER ne doit pas être renseigné ici mais sous le
mot-clé ETAT_INIT, opérande EVOL_THER.
3.2
Mot clé ETAT_INIT
◊ ETAT_INIT
= _F (
♦ EVOL_NOLI
= evol_noli
♦ EVOL_THER
= evol_ther
♦ NUME_ORDRE = nume_ordre
Mot-clé permettant de définir l'état initial dans le cadre d'une poursuite de la macro-commande.
3.2.1
Opérande EVOL_NOLI
Nom du concept de type evol_noli d'où sera extrait l'état mécanique.
3.2.2
Opérande EVOL_THER
Nom du concept de type evol_ther d'où sera extrait l'état thermique. Ce concept sera enrichi au
cours du calcul.
3.2.3
Opérande NUME_ORDRE
L'état initial pour poursuivre le calcul sera défini à partir du numéro d'archivage NUME_ORDRE pour
evol_noli et pour evol_ther.
3.3
Opérandes MODELE_MECA / MODELE_THER
♦ MODELE_MECA = m_meca
♦ MODELE_THER = m_ther
Ces mots-clés permettent de renseigner le nom du modèle (m_meca) dont les éléments font l'objet du
calcul mécanique et le nom du modèle (m_ther) dont les éléments font l'objet du calcul thermique.
3.4
Opérande LIST_INST
♦ LIST_INST =
Manuel d'utilisation
list_inst
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 8/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Liste des pas de temps qui correspondent aux instants de calcul imposés. En cas de redécoupage,
les instants sont insérés dans cette liste.
3.5
Opérande CHAM_MATER
♦ CHAM_MATER
=
chmat
Nom du champ de matériau affecté au maillage. Attention, ce champ doit comprendre les données
associées au comportement mécanique et au comportement thermique (mot-clé THER de
DEFI_MATERIAU). Il faut également avoir défini la température de référence sous AFFE_VARC.
3.6
Opérande CARA_ELEM
◊ CARA_ELEM
= carac
Ce mot-clé permet de renseigner, les caractéristiques des éléments de poutre, barre, coque, tuyau,
élément discret, lorsqu'ils sont présents dans le modèle. Attention, ce mot-clé n'est utilisé que pour le
calcul mécanique mais n'est pas transmis pour l'opérateur de thermique (pour éviter tout problème
avec les barres).
3.7
Mot clé EXCIT_MECA
♦
♦
◊
◊
EXCIT_MECA
CHARGE
FONC_MULT
TYPE_CHARGE
= _F (
= chi
= fi
=
/ "FIXE_CSTE"
/ "SUIV"
/ "DIDI"
)
Il s'agit ici de renseigner les conditions aux limites du problème mécanique, ainsi que les éventuels
chargements mécaniques qui s'appliquent à la structure. La syntaxe est identique à celle du mot clé
EXCIT de STAT_NON_LINE mais il n'est pas possible de piloter un chargement. Voir le document
[U4.51.03].
3.8
Mot clé CONTACT
♦ CONTACT = char_contact
On renseigne ici les conditions de contact entre les lèvres de la fissure, qui peuvent se refermer
pendant le calcul. Le but de ce mot-clé est celui d'éviter l'interpénétration des lèvres qui peut se
produire sous l'effet de l'écoulement du fluide.
3.9
Mot clé EXCIT_THER
♦ EXCIT_THER = _F (
♦ CHARGE
= chi
◊ FONC_MULT
= fi
)
Il s'agit ici de renseigner les conditions aux limites du problème thermique ainsi que les éventuels
chargements thermiques. La syntaxe est identique à celle du mot clé EXCIT de THER_LINEAIRE.
Voir le document [U4.54.01].
3.10 Mot clé COMP_INCR
Il s'agit ici de renseigner la loi de comportement qui sera utilisé pour résoudre le problème
mécanique. Voir le document [U4.51.03].
3.11 Mot clé NEWTON
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Code_Aster
Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 9/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Il s'agit ici de renseigner les paramètres de l'algorithme de Newton pour résoudre le problème
mécanique. Ce mot clé est identique à celui de STAT_NON_LINE, il convient donc de se reporter au
document [U4.51.03].
3.12 Mot clé CONVERGENCE
Il s'agit ici de renseigner les critères de convergence pour le calcul mécanique. La syntaxe
correspond à celle de STAT_NON_LINE (voir le document [U4.51.03]).
Remarque : il peut être nécessaire d'utiliser RESI_GLOB_MAXI plutôt que RESI_GLOB_RELA,
lorsqu'il n'y a pas de chargement mécanique (sinon, effort nul, donc RESI_GLOB_RELA indéfini).
3.13 Opérande PARM_THETA
Il s'agit ici de renseigner la valeur du paramètre  caractéristique du theta-schéma utilisé pour
résoudre le problème thermique. Voir le document [U4.54.01].
3.14 Mot clé FISSURE
♦ FISSURE
Ce mot clé permet de définir tous les paramètres ayant trait à une fissure. Plusieurs occurrences de
ce mot-clé sont possibles s'il y a plusieurs fissures.
3.14.1 Opérande GROUP_MA
♦ GROUP_MA = gma
Groupes des mailles définissant la ou les lèvres de la fissure. On donne le groupe de la lèvre
inférieure et supérieure.
3.14.2 Opérandes GROUP_NO_ORIG et GROUP_NO_EXTR
♦ GROUP_NO_ORIG = ogno
♦ GROUP_NO_EXTR = egno
Permet de définir les deux groupes de noeuds qui définissent les deux extrémités de la fissures afin
de l'orienter.
3.14.3 Opérande SECTION
♦ SECTION = /"ELLIPSE"
/"RECTANGLE"
Il s'agit ici de définir la section de passage de l'écoulement (plan perpendiculaire au plan de
modélisation). Celle-ci peut être elliptique ou rectangulaire. L'une des dimensions de cette section
correspond à la taille de la fissure dans le plan de la modélisation. Celle-ci est déterminée à chaque
instant par la macro-commande. L'autre dimension correspond à la taille de la fissure hors du plan de
modélisation. Celle-ci est fixe pendant tout le calcul et doit être renseigné grâce aux opérandes
LISTE_COTES_BL et LIST_VAL_BL.
3.14.4 Opérandes LISTE_COTES_BL / LISTE_VAL_BL
◊ LISTE_COTES_BL = lcbl
♦ LISTE_VAL_BL
= lvbl
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Code_Aster
Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 10/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Figure 3.14.4-a: Représentation de la fissure
Pour caractériser la taille de la fissure dans le plan non modélisé, il faut fournir la valeur du« petit »
axe de la section elliptique ou la largeur de la section rectangulaire au minimum en 2 points.
LISTE_COTES_BL permet de renseigner les abscisses curvilignes où l'on donne la dimension de la
fissure et LIST_VAL_BL permet de donner la dimension. Si LISTE_COTES_BL n'est pas renseigné,
LISTE_VAL_BL doit contenir la largeur de la fissure à l'entrée et à la sortie de la fissure.
3.14.5 Opérande RUGOSITE
♦ RUGOSITE = eps
Rugosité absolue de la paroi (en mètres). Cette valeur n'influe le résultat que si le frottement est
calculé par Ecrevisse (opérande FROTTEMENT >0) et si l'écoulement n'est plus laminaire
3.14.6 Opérande ZETA
♦ ZETA
= zeta
Coefficient de perte de charge singulière à l'entrée (sans dimension).
3.14.7 Opérande OUVERT_REMANENTE
♦ OUVERT_REMANENTE
= ouv_rem
Valeur de l'ouverture rémanente (en mètres) pour le calcul Ecrevisse correspondant à l'ouverture
hydraulique réelle de la fissure lorsque les deux lèvres sont au contact. Ceci traduit le fait que, même
lorsque la fissure est refermée, une petite quantité de fluide transitera, en particulier à cause de la
rugosité. Ce paramètre dépend du matériau : par exemple, c'est de l'ordre de 10  m pour le béton.
Ce mot-clé est donc pris en compte donc lors du calcul hydraulique (Ecrevisse), mais non par
Code_Aster : il peut donc bien arriver que le calcul hydraulique soit effectué avec l'ouverture
rémanente, est que le contact soit activé dans le calcul mécanique.
3.14.8 Opérande TORTUOSITE
◊ TORTUOSITE = tort
Si la fissure est tortueuse, on peut admettre que, vue du fluide, la longueur de la fissure est
supérieure à l'épaisseur de la paroi traversée. Ce coefficient, qui par défaut vaut 1, permet de
prendre en compte ce phénomène. La longueur de la fissure sera donc égale à
L
avec tort ≤1
tort
3.14.9 Opérande PREFIXE_FICHIER
◊ PREFIXE_FICHIER
= prefix
Permet de définir le nom des fichiers de sortie Ecrevisse dans le dossier REPE_OUT (courbes et
fichiers textes), et ainsi de distinguer les fichiers associés à chaque fissure.
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Code_Aster
Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 11/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
3.15 Mot clé ECOULEMENT
♦ ECOULEMENT
Il s'agit dans ce mot clé de définir la nature du fluide et de ses caractéristiques.
3.15.1 Opérandes PRES_ENTREE / PRES_ENTREE_FO
♦
/ PRES_ENTREE
=
/ PRES_ENTREE_FO =
pe
fpe
Cet opérande permet de donner la pression totale ( Pa ) ou son évolution au cours du temps, en
amont de la fissure. Elle doit être comprise entre 215 .10 5 Pa et 105 Pa .
3.15.2 Opérandes PRES_SORTIE / PRES_SORTIE_FO
♦
/ PRES_SORTIE
= pe
/ PRES_SORTIE_FO = fpe
Cet opérande permet de donner la pression totale ( Pa ) ou son évolution au cours du temps, en
sortie de la fissure. Elle doit être comprise entre 215 .10 5 Pa et 105 Pa et être supérieure à la
pression d'entrée (sinon, il n'y a pas d'écoulement et le calcul s'arrête).
3.15.3 Opérande FLUIDE_ENTREE
♦ FLUIDE_ENTREE
= 1,2,3,4,5 ou 6
Cet opérande permet de définir l'état du fluide à l'entrée de la fissure :
1 : Eau sous-refroidie ou saturée;
2 : Fluide diphasique;
3 : Vapeur saturée ou surchauffée;
4 : Air + vapeur surchauffée;
5 : Air + vapeur saturée;
6 : Air seul.
En fonction de la situation du fluide, seules certaines des caractéristiques suivantes sont à
renseigner.
3.15.4 Opérandes TEMP_ENTREE / TEMP_ENTREE_FO
♦
/ TEMP_ENTREE
= te
/ TEMP_ENTREE_FO = fte
Cet opérande permet de renseigner la température ( ° C ) ou son évolution au cours du temps, en
amont de la fissure. Il doit être renseigné si le fluide à l'entrée est « Eau sous-refroidie ou saturée »,
« Vapeur saturée ou surchauffée », « Air + vapeur surchauffée » ou « Air seul ».
(opérande FLUIDE_ENTREE = 1,3,4,ou 6).
3.15.5 Opérandes TITR_MASS / TITR_MASS_FO
♦
/ TITR_MASS
/ TITR_MASS_FO
= xe
= fxe
Cet opérande permet de renseigner le titre massique de vapeur, ou son évolution au cours du temps,
en amont de la fissure. Il correspond au rapport entre la masse de vapeur et la masse d'eau liquide et
vapeur. Il doit être renseigné si le fluide à l'entrée est « Fluide diphasique » ou « Air + vapeur
saturée » (opérande FLUIDE_ENTREE = 2 ou 5).
3.15.6 Opérandes PRES_PART / PRES_PART_FO
♦
/ PRES_PART
/ PRES_PART_FO
Manuel d'utilisation
=
=
pae
fpae
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 12/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Cet opérande permet de renseigner la pression partielle d'air ( Pa ) ou son évolution au cours du
temps, en amont de la fissure. Il doit être renseigné si le fluide à l'entrée est « Air + vapeur
surchauffée » ou « Air + vapeur saturée » (opérande FLUIDE_ENTREE=4 ou 5).
3.16 Mot clé MODELE_ECRE
♦ MODELE_ECRE
Ce mot clé permet de renseigner les modèles qui seront utilisés par Ecrevisse pour calculer
l'écoulement du fluide.
3.16.1 Opérande IVENAC
◊ IVENAC =
0 ou 1,
Lorsque cet opérande est activé (IVENAC=1), le calcul ECREVISSE s'effectue avec prise en compte
de la vena contracta (perte de charge en entrée). Sinon (cas par défaut), le calcul s'effectuera sans
cette option de modélisation.
3.16.2 Opérande ECOULEMENT
♦ ECOULEMENT =
/ 'SATURATION',
/ 'GELE'
En l'absence d'air et en présence d'eau (opérande FLUIDE_ENTREE=1 ou 2), cet opérande
permet de choisir entre le modèle homogène à l'équilibre et le modèle d'écoulement « GELE »
caractérisé par une fraction non nulle de liquide métastable.
3.16.3 Opérande PRESS_EBULLITION
Pression d'ébullition (
Pa ) à fournir uniquement pour le modèle d'écoulement gelé.
3.16.4 Opérande FROTTEMENT
Il
s'agit
ici
de
définir
comment
est
calculé
le
−14,−12,−11,−4,−3,−2,−1, 0,1, 2, 3, 4, 11, 12, 14 .
frottement.
Les valeurs
valides
sont:
La valeur 0 correspond à un calcul sans frottement.
Pour les valeurs négatives, l'utilisateur fixe la valeur du coefficient de frottement pour les
écoulements turbulents. Pour les valeurs positives, le frottement en écoulement turbulent est calculé
à partir du coefficient de rugosité. De plus, pour les valeurs supérieurs à 10, la loi utilisée pour
l'écoulement laminaire est raccordée avec celle
en écoulement turbulent. Autrement, une
discontinuité est présente.
Selon la valeur utilisé, le calcul de la viscosité dynamique se fait différemment (important pour les
écoulements diphasiques), cf. documentation Ecrevisse.
3.16.5 Opérandes REYNOLDS_LIM / FROTTEMENT_LIM
Coefficient de Reynolds limite et coefficient de frottement imposé pour un Reynolds supérieur au
Reynolds limite.
A fournir seulement si FROTTEMENT < 0.
3.16.6 Opérande TRANSFERT_CHAL
Cet opérande permet de définir si on veut ou non prendre en compte le transfert de chaleur par
convection entre le fluide et la paroi. Les valeurs valides sont: −12,−11,−2,−1, 0,1, 2,11, 12 .
La valeur 0 correspond à un calcul sans transfert de chaleur (adiabatique).
Les autres valeurs correspondent à différentes options pour le calcul du coefficient de convection
(différences uniquement pour le régime laminaire). Se reporter à la documentation Ecrevisse.
3.16.7 Opérandes XMINCH / XMAXCH
Cet opérateur n'a de sens que dans les cas diphasiques, si TRANSFERT_CHAL < 0. Il permet de
renseigner la valeur des titres massiques en gaz délimitant la zone de transition entre les modèles de
calcul du coefficient de convection, cf. documentation Ecrevisse.
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Date : 22/04/2013 Page : 13/20
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3.17 Mot clé CONV_CRITERE
La macro-commande calcule à chaque instant trois critères permettant d'estimer l'importance des
changements intervenus entre deux pas de temps et ainsi la validité du chaînage effectué. Pour
calculer ces critères, l'utilisateur doit définir des valeurs de référence pour la pression et la
température, permettant de quantifier l'écart acceptable.
Max(T t −T t-1)
T REF
Max( P t− P t-1 )
eP =
P ref
eG =√ e 2T + e 2P
eT =
Ensuite, il peut activer s'il le souhaite le redécoupage du pas de temps si la valeur du critère est
inférieure à une valeur donnée.
L'expérience acquise montre toutefois qu'il vaut mieux essayer d'optimiser la liste d'instant que de
compter sur le redécoupage du pas de temps, car les calculs Ecrevisse sont relativement longs.
.
3.17.1 Opérande CRITERE
Permet de définir la nature du critère utilisé pour gérer les pas de temps dans la macro-commande.
Les valeurs possibles sont :
•EXPLICITE : pas de redécoupage quelque soit la valeur des indicateurs
•TEMP : il y aura redécoupage en fonction de la valeur de e T
•PRES : il y aura redécoupage en fonction de la valeur de e P
•TEMP_PRES : il y aura redécoupage en fonction de la valeur de
eG
3.17.2 Opérande TEMP_REF
Température de référence pour le calcul du critère en température de la macro-commande.
3.17.3 Opérande PRES_REF
Pression de référence pour le calcul du critère en pression de la macro-commande.
3.17.4 Opérande PREC_CRIT
Valeur à laquelle on compare l'erreur obtenue pour activer ou non le redécoupage du pas de temps
(1 par défaut).Par exemple pour la température : e T < PREC_CRIT
3.17.5 Opérande NUME_ORDRE_MIN
Numéro d'ordre à partir duquel le critère d'erreur est pris en compte. La convergence est forcée sur
les numéros d'ordre inférieurs. On utilise souvent cette opérande pour démarrer l'activation du critère
d'erreur à partir du deuxième pas de temps et forcer la convergence sur le premier pas qui est
souvent délicat à traiter, puisqu'on impose des chargements brutaux à l'instant initial.
3.17.6 Opérande SUBD_NIVEAU
Nombre de redécoupage du pas de temps autorisé. Au delà de cette valeur, on ne redécoupe plus et
on sort de la macro-commande.
3.17.7 Opérande SUBD_PAS_MINI
Pas de temps en dessous duquel on ne découpe plus.
3.18 Mot clé CONVERGENCE_ECREVISSE
3.18.1 Opérande KGTEST
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Paramètre de l'algorithme itératif d'Ecrevisse.
Doit être compris entre 0 et 1. . Fixé par défaut à 0.5 , on peut être amené à mettre une valeur
légèrement inférieure si des difficultés de convergence sur le débit sont observées.
3.18.2 Opérande ITER_GLOB_MAXI
Nombre maximum d'itérations autorisé pour le calcul du débit (400 par défaut).
3.18.3 Opérande CRIT_CONV_DEBI
Précision utilisée pour la convergence du calcul du débit. C'est la valeur par rapport à laquelle
Ecrevisse teste le débit max et min dans son procédé de calcul.
G max −G min
CRIT_CONV_DEBI
G
Par défaut à 10-5 , des valeurs jusqu'à 10-2 améliore le temps de calcul sans perdre beaucoup de
précision.
3.19 Opérande COURBES
◊ COURBES =
/ "AUCUNE"
[DEFAUT]
/ "POSTSCRIPT"
/ "INTERACTIF"
Permet de générer ou non les courbes de sortie d' Ecrevisse. Si les courbes sont générées, elles sont
stockées dans le dossier REPE_OUT au format postscript (tous les instants sont dans le même fichier
postscript). En mode interactif, les courbes sont affichées pour chaque pas de temps.
3.20 Opérande LOGICIEL
Permet de spécifier « en dur » le chemin pour trouver l'exécutable d'Ecrevisse. A présent, seules les
versions 3.2 et 3.2.1 sont compatibles avec la MACR_ECREVISSE. Il faut renseigner obligatoirement
cet opérande ou alternativement l'opérande VERSION.
3.21 Opérande VERSION
Indique la version d'Ecrevisse utilisée dans le couplage. Il faut renseigner obligatoirement cet
opérande ou alternativement l'opérande LOGICIEL. A présent, la version 3.2.1 est utilisée. Elle est la
seule qu'on peut renseigner sous l'opérande VERSION. Si on souhaite utiliser la version 3.2, celle-ci
doit être renseignée sous l'opérande LOGICIEL.
3.22 Opérande ENTETE
Sert à donner un titre au calcul Ecrevisse.
3.23 Opérande IMPRESSION
Lorsque l'opérande vaut 'OUI', la macro imprime une table récapitulative des résultats d'Ecrevisse
le long de l'abscisse curviligne (température, pression, flux, vitesse, coefficient de convection, ...).
3.24 Opérande INFO
INFO=1 : presque aucun affichage.
INFO=2 : affiche les informations concernant le critère de convergence.
4
Fonctionnement du couplage
4.1
Principe
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 15/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Cette macro-commande a été développée dans un cadre précis : estimer les débits d'une fissure dans
un massif en béton modélisé en 2D, contenant éventuellement des aciers modélisés sous forme de
barre (non pris en compte dans le calcul thermique). L'utilisation dans tout autre cadre doit donc se
faire avec la plus grande précaution. Toutefois, il y a en fait 3 macro-commande imbriquées, ce qui
peut permettre de n'utiliser qu'une partie des fonctionnalités.
L'algorithme est le suivant :
Début de la macro
Boucle sur la liste d’instants
MACR_ECREVISSE.py
Récupération chargement thermique et mécanique
Exécution de THER_LINEAIRE
Projection du chargement thermique et définition des chargements venant d’Ecrevisse
Exécutionde STAT_NON_LINE
Entrée dans CALC_ECREVISSE.py
Récupération de l’ouverture de la fissure (POST_RELEVE_T)
Récupération de la température en bord de fissure
Entrée dans MACR_ECRE_CALC.py
Exécution d’ECREVISSE
Récupération du débit calculé et des tables de résultats
Extraction et copie des données sortantes (CL,thermique, résultat Ecrevisse...)
Évaluation du critère de convergence (erreur en température et/ou pression)
Redécoupage éventuel du pas de temps voire arrêt suivant les conditions
Récupération des infos et concepts (chargement,...)
Le détail des macro-commandes intermédiaires, CALC_ECREVISSE et MACR_ECRE_CALC, est donné
en annexe.
4.2
Unités
On peut habituellement se passer des unités dans Code_Aster en restant cohérent. Cependant, pour
les besoins d'Ecrevisse, il est important ici de respecter le système d'unités international (SI), en
particulier pour les longueurs ( m ), les pressions ( Pa ), et les températures ( ° C ).
4.3
Quelques conseils d'utilisation
Le maillage doit être en 2 dimensions, et la fissure maillée explicitement. Pour que le calcul soit de
bonne qualité, il est nécessaire d'optimiser le maillage pour qu'il soit compatible avec les phénomènes
que l'on veut représenter : les chargements mécaniques, les chargements thermiques mais aussi
l'écoulement du fluide. Il est ainsi important de raffiner suffisamment le maillage aux bords de la
fissure si on veut voir s'échauffer le matériau. En entrée de fissures, les phénomènes thermiques et
hydrauliques sont rapides, il est donc nécessaire là aussi de raffiner suffisamment le maillage.
La discrétisation en temps est également très importante et doit être suffisamment fine, sous peine
d'avoir des écarts importants dans les réponses. Mieux vaut essayer d'optimiser cette liste d'instants
plutôt que de se reposer uniquement sur les critères pour redécouper car cette stratégie est beaucoup
plus coûteuse en temps.
La macro-commande peut être réentrante. Les résultats thermiques et mécaniques seront bien
enrichis, par contre de nouvelles tables de sortie seront créés pour la nouvelle liste de pas de temps.
Remarque :
les chargements sont détruits à chaque pas de temps, ainsi que le champ de matériaux, les posttraitements possibles sont de fait limités (déplacement, contrainte et variables internes aux points de
Gauss).
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Responsable : Marina BOTTONI
5
Date : 22/04/2013 Page : 16/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Exemple d’utilisation
Voir test zzzz218a, b et c.
6
Référence Ecrevisse
1
Note H-I86-2004-00741-FR, Simulation d'écoulement air/eau/vapeur à travers une fissure :
logiciel ECREVISSE version 3.0 Note de principe, HERVOUET Chantal.
2
H-I81-2008-03647-FR, Modifications apportées au logiciel ECREVISSE version 3.1 pour
obtenir ECREVISSE la version 3.1.1, HERVOUET Chantal.
3
H-I81-2009-00243-FR, Simulation d'écoulement air/eau/vapeur à travers une fissure : logiciel
ECREVISSE version 3.1.1 Manuel utilisateur, HERVOUET Chantal.
Manuel d'utilisation
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 17/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
7
Annexes
7.1
Syntaxe de la procédure CALC_ECREVISSE
CALC_ECREVISSE =
(
# CONCEPT SORTANT
♦ CHARGE_MECA
♦ CHARGE_THER1
♦ CHARGE_THER2
♦ TABLE
♦ DEBIT
=
=
=
=
=
# MODELES MECANIQUES
♦ MODELE_MECA
♦ MODELE_THER
= m_meca
= m_ther
CO('char_meca')
CO('char_ther')
CO('char_ther')
CO('table')
CO('debit')
[CO]
[CO]
[CO]
[CO]
[CO]
[modele]
[modele]
# DONNEES GEOMETRIQUES RELATIVES AUX RESULTATS
♦ RESULTAT
= _F (
♦ MECANIQUE = rmeca
♦ THERMIQUE = rther
/ ◊ NUME_ORDRE
= nume_ordre
◊ INST
= instant
),
# DONNEES GEOMETRIQUES RELATIVES A LA FISSURE
♦ FISSURE
= _F (
♦ GROUP_MA
= gma
♦ GROUP_NO_ORIG
= ogno
♦ GROUP_NO_EXTR
= egno
♦ ZETA
= zeta
♦ RUGOSITE
= rug
♦ OUVERT_REMANENTE = ouv_rem
◊ PREFIXE_FICHIER
= / 'FISSURE1',
/prefix
◊ TORTUOSITE
= tort
♦ SECTION
= / "ELLIPSE"
/ "RECTANGLE"
◊ LISTE_COTES_BL = / (0, max(abs_curv))
/ lcbl
♦ LISTE_VAL_BL
=
lvbl
),
[resultat]
[resultat]
[I]
[R]
[grma]
[grno]
[grno]
[R]
[R]
[R]
[DEFAUT]
[R]
[DEFAUT]
[listr8]
[listr8]
# DONNEES RELATIVES A L'ECOULEMENT
♦ ECOULEMENT = ...
idem MACR_ECREVISSE/ECOULEMENT
♦ MODELE_ECRE = ...
idem MACR_ECREVISSE/MODELE_ECRE
# DONNEES RELATIVES A LA CONVERGENCE NUMERIQUE
◊ CONVERGENCE_ECREVISSE = ...
idem MACR_ECREVISSE/CONVERGENCE_ECREVISSE
# GENERAL
COURBES, LOGICIEL, VERSION... = ...
idem MACR_ECREVISSE/GENERAL
◊
INFO = / 1
/ 2
/ 3
Manuel d'utilisation
[DEFAUT]
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Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 18/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
)
7.2
Opérandes spécifiques à CALC_ECREVISSE
7.2.1
Opérande CHARGE_MECA
Concept sortant contenant le chargement mécanique fourni par Ecrevisse.
7.2.2
Opérandes CHARG_THER1 et CHARG_THER2
Concepts sortants contenant les chargements thermiques fournis par Ecrevisse.
7.2.3
Mot clé RESULTAT
7.2.3.1 Opérande MECANIQUE
Contient le résultat de STAT_NON_LINE
7.2.3.2 Opérande THERMIQUE
Contient le résultat de THER_LINEAIRE
7.2.3.3 Opérande NUME_ORDRE
Numéro d'ordre du pas de temps de calcul en cours.
7.2.3.4 Opérande INST
Valeur de l'instant (en secondes) du pas de temps de calcul en cours.
7.3
Syntaxe de la procédure MACR_ECRE_CALC
MACR_ECRE_CALC =
(
# CONCEPT SORTANT
♦ TABLE
♦ DEBIT
= CO('table')
= CO('debit')
[CO]
[CO]
# DONNEES GEOMETRIQUES RELATIVES A LA FISSURE
♦ FISSURE
= _F (
♦ LONGUEUR
= long
♦ RUGOSITE
= rug
♦ ANGLE
= alpha
♦ ZETA
= zeta
♦ SECTION
= / "ELLIPSE"
/ "RECTANGLE"
◊ LISTE_COTES_BL = / (0, max(abs_curv))
/ lcbl
♦ LISTE_VAL_BL
=
lvbl
),
[R]
[R]
[R]
[R]
[DEFAUT]
[listr8]
[listr8]
# DONNEES RELATIVES A L'ECOULEMENT
♦ ECOULEMENT = idem MACR_ECREVISSE/ECOULEMENT
# DONNEES RELATIVES AU PROFIL DE TEMPERATURE A TRAVERS LA PAROI
◊ TEMPERATURE
= _F (
/ ♦ GRADIENT
= "FOURNI"
♦ LISTE_COTES_TEMP
= lct
[R]
♦ LISTE_VAL_TEMP
= lvt
[R]
/ ♦ GRADIENT
= "IMPOSE"
♦ TEMP1
= tm1
[R]
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
♦
/ ♦
♦
♦
♦
♦
♦
TEMP2
GRADIENT
EPAISSEUR_PAROI
CONVECTION_AMONT
CONVECTION_AVAL
LAMBDA
TEMP_FLUIDE_AVAL
Date : 22/04/2013 Page : 19/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
=
=
=
=
=
=
=
tm2
"CALCULE"
epp
alphe
alphs
lambd
ts
[R]
[R]
[R]
[R]
[R]
[R]
),
# DONNEES RELATIVES A L'ECOULEMENT
♦ ECOULEMENT = ...
idem MACR_ECREVISSE/ECOULEMENT
♦ MODELE_ECRE = ...
idem MACR_ECREVISSE/MODELE_ECRE
# DONNEES RELATIVES A LA CONVERGENCE NUMERIQUE
◊ CONVERGENCE_ECREVISSE = ...
idem MACR_ECREVISSE/CONVERGENCE_ECREVISSE
# GENERAL
COURBES, LOGICIEL, VERSION... = ...
idem MACR_ECREVISSE/GENERAL
)
7.4
Opérandes spécifiques à MACR_ECRE_CALC
7.4.1
Mot clé FISSURE
7.4.1.1 Opérande ANGLE
Angle de l'écoulement par rapport à l'ascendante verticale (degrés).
7.4.1.2 Opérande LONGUEUR
Définit la longueur réelle de la fissure (tenant compte de sa tortuosité)
7.4.1.3 Opérande LISTE_COTES_AH
Selon la valeur de l'opérande SECTION :
ELLIPSE :
Liste de cotes des points définissant le grand axe de la section;
RECTANGLE :
Liste de cotes des points définissant la longueur de la section.
7.4.1.4 Opérande LISTE_VAL_AH
Selon la valeur de l'opérande SECTION :
ELLIPSE : Liste des valeurs des points définissant le grand axe de la section;
RECTANGLE : Liste des valeurs des points définissant la longueur de la section.
7.4.2
Mot clé TEMPERATURE
7.4.2.1 Opérande GRADIENT
Modèle du gradient de température :
Fourni : Distribution de température fournie;
Imposé : Distribution imposée de température;
Calculé :Profil de température calculé;
7.4.2.2 Opérande LISTE_COTES_TEMP
Liste des cotes pour les températures.
7.4.2.3 Opérande LISTE_VAL_TEMP
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Titre : Procédure MACR_ECREVISSE
Responsable : Marina BOTTONI
Date : 22/04/2013 Page : 20/20
Clé : U7.03.41
Révision : 10960
Liste des valeurs de température.
7.4.2.4 Opérande TEMP1
Gradient de température de la paroi le long de l'écoulement.
7.4.2.5 Opérande TEMP2
Température de la paroi à l'entrée.
7.4.2.6 Opérande EPAISSEUR_PAROI
Épaisseur de la paroi ( m ).
7.4.2.7 Opérande CONVECTION_AMONT
Coefficient de convection à la surface de la paroi coté amont.
7.4.2.8 Opérande CONVECTION_AVAL
Coefficient de convection à la surface de la paroi coté aval.
7.4.2.9 Opérande LAMBDA
Conduction thermique de la paroi.
7.4.2.10 Opérande TEMP_FLUIDE_AVAL
Température du fluide coté aval.
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