Modélisation et gestion technique des systèmes énergétiques
Majeure
MAJ-GE.UE3.MFN
Cours
1,5
18
MENANTEAU Sébastien RUSSEIL Serge
Français/French
Volumes finis, simulation numérique, méthodologie, logiciels de mécanique des fluides numérique
Informations pédagogiques
Objectif(s) de formation
A l’issue de ce cours les étudiants auront connaissance de la technique de discrétisation des volumes finis mise en œuvre dans les outils de simulation numérique (logiciels de MFN notamment) pour la résolution des équations différentielles de conservation régissant les phénomènes physiques. Ils auront également appris les éléments de méthodologie nécessaires à la mise en œuvre de ces outils de mécanique des fluides numérique pour la résolution de problèmes physiques.
Objectif pédagogique
- Comprendre les schémas de discrétisation spatiale et temporelle utilisés par la méthode des volumes finis
- Mettre en œuvre et utiliser la discrétisation par volumes finis sur des problèmes physiques simples (conduction, convection)
- Comprendre les notions de convergence, de conditions initiales, de relaxation
- Comprendre les notions de maillage, de domaine de calcul, de conditions aux limites
- Comprendre l’importance d’identifier les modèles physiques mis en jeu
Positionnement du cours dans la formation
Ce cours est complémentaire aux cours traitant de la mécanique des fluides, de la thermique... Il donne les notions nécessaires à la résolution par des outils numériques des équations de conservation mises en jeu. Il est complété par un TP « Ecoulement dans un Venturi : Étude Théorique, Expérimentale & Simulation Numérique » ainsi qu’un « Projet de Mécanique des Fluides Numérique ».
Supports de cours
Deux polycopiés sont fournis :
Partie A : La méthode des Volumes finis
Partie B : Méthodologie en simulation numérique
Les présentations faites en cours sont également fournies.
Pré-requis
Mécanique des fluides, transfert thermique, analyse numérique
Contenu
I- La méthode des Volumes finis
A- Description mathématique des phénomènes
B- Les méthodes de discrétisation
C- Résolution de l’équation de conduction
D- Convection et diffusion
E- Calcul de l’écoulement
II- Méthodologie en simulation numérique
A- Introduction à la Mécanique des Fluides Numérique, Création d’un modèle
B- Rappels de modélisation de la turbulence
C- Les conditions aux limites
Travail personnel demandé
Au début de chaque cours, les élèves seront capables de résumer les principales notions du cours précédent.
Travail personnel sur les exercices supplémentaires donnés en cours pour préparer le DS.
Evaluations
Libellé (Français)
Libellé (Anglais)
Mécanique des fluides numérique (MFN)
Computational Fluid Dynamics (CFD)
Commentaires sur les modes d'évaluation
Le devoir surveillé est décomposé en une partie de questions sur la méthode des volumes finis et une autre partie sur la mise en oeuvre d'une simulation numérique
