Simulation d’écoulement – simulation CFD

Validez et optimisez vos conceptions en réalisant des analyses d’écoulement des fluides et de transfert de chaleur.

La simulation CFD (Computational Fluid Dynamics, en français : mécanique des fluides numérique) est une branche de la mécanique des fluides et une méthode d’analyse numérique du comportement de fluides tels que l’air ou l’eau. La résolution d’équations différentielles permet de simuler des écoulements, des répartitions de pression et des champs de température dans un domaine donné. La simulation de l’écoulement permet d’étudier différents processus, comme les modèles d’écoulement des véhicules ou des bâtiments, le transfert de chaleur dans les installations techniques ou les propriétés aérodynamiques des avions et des voitures. La simulation CFD permet aux ingénieurs et aux concepteurs de mieux comprendre le comportement des écoulements et aide à optimiser les conceptions et les processus dans de nombreux domaines d’application tels que l’aérospatiale, l’industrie automobile, la technologie énergétique et la protection de l’environnement.

Comment fonctionne une simulation CFD ?

La simulation CFD se base sur l’application de la méthode des volumes finis, un procédé mathématique. La zone à étudier est divisée en éléments de volume parallélépipédiques qui servent de maillage de calcul. Pour chaque élément de volume, les équations qui décrivent le comportement de l’écoulement sont résolues numériquement. De cette manière, il est possible de déterminer une solution globale pour la zone étudiée.

Quels sont les effets physiques pris en compte dans un calcul CFD ?

Plusieurs méthodes d’analyse sont disponibles avec des fonctionnalités différentes. Certaines d’entre elles sont expliquées plus en détail ci-dessous :

Analyse interne

Dans l’analyse interne, on considère un système de fluide fermé. L’écoulement a lieu à l’intérieur des limites du corps solide.

Analyse externe

Le domaine de calcul est ouvert et les corps peuvent également être entourés de l’extérieur.

Conduction de la chaleur

Si, en plus du comportement de l’écoulement, il faut calculer les transferts de chaleur et les phénomènes thermiques, il est possible de prendre en compte la conduction thermique en plus de la convection et du rayonnement.

Rotation

Des zones de rotation peuvent être définies pour le calcul, par exemple, de turbines, de ventilateurs ou d’autres composants rotatifs.

En outre, la simulation d’écoulement offre une multitude d’autres fonctions de bibliothèque afin de pouvoir remplacer des composants, de simplifier la configuration et la complexité du modèle et de réduire le temps de simulation.

Les packs avancés proposent des outils d’évaluation des paramètres de confort, des modèles de rayonnement avancés et également des bibliothèques pour les composants électroniques.

Avantages de la simulation CFD

Dans le domaine des écoulements en particulier, il est difficile de prédire des résultats avec de l’intuition et du feeling. La construction de prototypes et de bancs d’essai est coûteuse en temps et en argent. La simulation des écoulements à un stade précoce du développement permet de remédier à cette situation. Différentes modifications de la géométrie, des matériaux et de nombreuses autres variations peuvent être rapidement testées.

Augmentation de l’efficacité

CFD-Simulationen ermöglichen Ingenieuren, virtuelle Experimente durchzuführen, was Zeit und Kosten für physische Prototypen spart.

Aperçu détaillé

La résolution spatiale et temporelle fine permet une analyse détaillée des phénomènes d’écoulement complexes.

Optimisation du design

La simulation d’écoulement permet de tester et d’optimiser différentes conceptions afin d’améliorer les performances et l’efficacité des produits.

Réduction des risques

Les problèmes et risques potentiels liés au comportement de l’écoulement peuvent être identifiés et corrigés à un stade précoce, avant qu’un produit ne soit mis en production.

Logiciel de simulation CFD

Logiciels recommandés pour le calcul des CFD

SOLIDWORKS Flow Simulation

Logiciel de simulation d’écoulement

SOLIDWORKS Flow Simulation est un puissant logiciel de simulation CFD entièrement intégré dans SOLIDWORKS. Il permet de simuler rapidement et facilement les effets de l’écoulement des fluides, du transfert de chaleur et des forces d’écoulement.

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Fluid Dynamics Engineer

Solution cloud pour la simulation d’écoulement

Fluid Dynamics Engineer permet d’effectuer des simulations d’écoulement et de transfert de chaleur. Fluid Dynamics Engineer est une application de SIMULIA et de la plateforme 3DEXPERIENCE.

Fluid Dynamics Engineer ➝

Formation SOLIDWORKS Flow Simulation

Notre formation en simulation CFD offre une formation approfondie sur les bases de la simulation d’écoulement et aborde également des sujets tels que le maillage, la modélisation, l’analyse, le post-traitement, les options disponibles et les préférences.

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SOLIDWORKS Flow Simulation - Monitor
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