dynamiques silencieuses

Auteur/autrice : hk

Simulation de dégazage de liquides avec OpenFOAM
Le manque d'espace et la pression des coûts conduisent finalement à des réservoirs hydrauliques de plus en plus complexes et petits. Cela entraîne une réduction drastique de la séparation de l'air dans le réservoir – et donc à une augmentation de la teneur en air libre dans le système hydraulique.

Dans les systèmes hydrauliques, l'air libre reste aujourd'hui encore un défi technique. Tant que l'air est dissous dans l'huile, il ne modifie pas ses propriétés.

L'air non résolu, c'est-à-dire les bulles d'air, provoque :

Corrosion des pompes et des commandes
Réduction du rendement des pompes et des moteurs hydrauliques, augmentation de la compressibilité et donc mouvements de saccade possibles dans le système d'entraînement. De plus, il y a
- Vieillissement accéléré de l'huile
- Augmentation du bruit
- Endommagement des composants (par exemple, cavitation)
- etc.
L'air pénètre dans le circuit lors des travaux de montage, par des fuites dans la zone de basse pression et lors du retour de l'huile dans le réservoir. Selon la capacité de séparation du système filtre-réservoir, l'air monte lentement dans le réservoir et est aspiré à nouveau par la pompe.

Simulation dans les réservoirs air-liquide

Silentdynamics utilise InsightCAE pour mener une série de simulations de bulles de gaz dispersées dans un réservoir de dégazage. L'application du solveur twoPhaseEulerFoam permet le suivi instationnaire de la phase gazeuse, des valeurs intégrales de l'air aux sorties et de la qualité globale du dispositif de dégazage.

À titre d'exemple, un exemple simple de dégazage est présenté. Une entrée et deux sorties, y compris un déversement au milieu. Le mélange huile-gaz se déplace sur le déversement pour le dégazage.

Après avoir configuré les conditions aux limites de dispersion gaz-huile telles que la taille des bulles de gaz, les coefficients de mélange, les propriétés de phase, etc., la simulation pourrait être poursuivie avec twoPhaseEulerFoam être démarré.

Grâce aux paramètres avancés du solveur dans le cadre d'InsightCAE, de grands pas de temps sont possibles afin de réaliser les simulations dans un délai raisonnable.

Isosurfaces à un rapport de phase gazeuse de 1%.

La modification de la géométrie du réservoir de dégazage à l'aide de la simulation numérique permet un processus de dégazage suffisant de l'huile hydraulique.
28 février 2022
Simulation de refroidissement électronique avec OpenFOAM

L'espace limité et la consommation d'énergie élevée conduisent finalement à une conception de refroidissement innovante pour une large gamme de circuits imprimés. L'arrangement des alimentations, les dimensions des dissipateurs thermiques et la conception du boîtier extérieur prennent de l'importance. Les simulations thermiques pendant le processus de conception des circuits imprimés aident à éviter les problèmes de surchauffe dans les phases de production ultérieures.

Des matériaux différents, combinant conduction thermique, convection et rayonnement dans les solides et l'air, entraînent une simulation thermique assez complexe. La configuration des propriétés des matériaux, des conditions aux limites, des paramètres du solveur et des zones de couplage prend souvent un temps considérable.

À titre d'exemple, une carte de circuit imprimé typique avec ses composants est présentée.

Simulation thermique

Silentdynamics a réussi à configurer la simulation en utilisant les solveurs thermiques OpenFOAM (chtMultiRegionFoam, chtMultiRegionSimpleFoam) au sein du framework InsightCAE pour un prétraitement rapide.

L'importation de fichiers CAO pour chaque composant et le processus optimisé de maillage parallèle des régions avec snappyHexMesh sont essentiels pour le couplage thermique conservateur des différentes régions.

Veuillez noter que l'utilisation de différentes vias, de fils de cuivre, de couches de transfert thermique ou d'autres points liés à la chaleur doit être prise en compte dans le modèle de simulation. À l'aide de la modélisation par régions, des CellSets et de la définition des couches pour chaque composant, toutes les propriétés thermiques requises peuvent être prises en compte.

Grâce à la possibilité de définir des marqueurs spéciaux, la construction de la simulation CHT est pratiquement automatisée.

En outre, un traitement amélioré du rayonnement thermique et des réglages de solveur optimisés constituent la base de simulations stables et convergentes.

le 25 février 2022
Simulation de refroidissement électronique avec OpenFOAM

Les limitations d'espace et l'alimentation électrique élevée conduisent finalement à une conception de refroidissement innovante pour une large gamme de circuits imprimés. L'agencement des alimentations, les dimensions du dissipateur thermique et la conception du boîtier extérieur deviennent plus importants. Les simulations thermiques intégrées au processus de conception des circuits imprimés aident à surmonter les problèmes de surchauffe aux stades de production ultérieurs.

Différents matériaux, la combinaison de la conduction thermique, du transfert de chaleur par convection et par rayonnement à l'intérieur des solides et de l'air, entraînent une simulation thermique assez complexe. La configuration des propriétés des matériaux, des conditions aux limites, des paramètres du solveur, des régions de couplage prend souvent beaucoup de temps.

À titre d'exemple, une carte de circuit imprimé (PCB) typique avec ses composants est présentée.

Simulation thermique

Silentdynamics a réussi à regrouper la configuration de simulation à l'aide des solveurs thermiques d'OpenFOAM (chtMultiRegionFoam, chtMultiRegionSimpleFoamau sein de son cadre InsightCAE pour un pré-traitement rapide.

Importation de fichiers CAO pour chaque composant et son processus de maillage parallèle optimisé utilisant snappyHexMesh sont essentiels au couplage conservatif des flux des différentes zones de chauffage.

Notez que l'utilisation de différents VIA, de fils de cuivre, de couches de conduction thermique ou d'autres points liés à la chaleur doit être abordée dans le modèle de simulation. En utilisant la modélisation de région, les cellSet et la définition de couche pour chaque composant, toutes les propriétés thermiques requises peuvent être prises en compte.

En autorisant des jokers spécialement définis, la configuration de la simulation CHT est presque automatisée.

De plus, une meilleure gestion du rayonnement thermique et des paramètres de solveur optimisés sont la base de simulations stables et convergentes.

11 janvier 2022
Simulation de dégazage à l'aide d'OpenFOAM
Les contraintes d'espace et la pression des coûts élevés conduisent finalement les réservoirs hydrauliques à devenir de plus en plus complexes et plus petits. Cela entraîne une réduction spectaculaire de la séparation de l'air dans le réservoir – et donc une augmentation de la quantité d'air libre dans le système hydraulique.

Dans les systèmes hydrauliques, l'air libre représente encore aujourd'hui un défi technique. Tant que l'air est dissous dans l'huile, il ne modifie pas ses propriétés.

D'un autre côté, l'air non dissous, c'est-à-dire les bulles d'air, provoque:
- Corrosion sur les pompes et les commandes
- Réduire l'efficacité des pompes et des moteurs hydrauliques par une compressibilité accrue et des mouvements potentiellement saccadés de l'élément de sortie
- Vieillissement accéléré de l'huile
- bruit de vernis
- Dommages aux composants (par exemple, cavitation)
- etc.
L'air pénètre dans le circuit lors des travaux d'assemblage, par des fuites dans la zone de pression négative et lors du retour d'huile dans le réservoir. Selon la capacité de séparation du système filtre-réservoir, l'air contenu dans le réservoir ne s'élève que lentement et est réaspiré par la pompe.

Simulation des dispositifs air-liquide

Silentdynamics utilise InsightCAE pour effectuer un certain nombre de simulations de bulles de gaz dispersées dans un réservoir de dégazage. Application du solveur twoPhaseEulerFoam permet le suivi transitoire de la phase gazeuse, les valeurs intégrales de l'air aux sorties et globalement la qualité du dispositif de dégazage.

À titre d'exemple, un exemple de dégazage simple est présenté. Une entrée et deux sorties comprenant un dévers central. Le mélange huile-gaz passe sur le dévers pour le dégazage.

Mise en place des conditions aux limites de dispersion gaz-fioul telles que la taille des bulles de gaz, les coefficients de mélange, les propriétés de phase, etc., la simulation en utilisant twoPhaseEulerFoam pourrait être initié.

Utilisation des paramètres avancés du solveur dans le cadre d'InsightCAE, les grands pas de temps sont activés pour gérer les simulations dans un délai raisonnable.

Des isosurfaces de gaz% sont présentées.

La modification de la géométrie du réservoir de dégazage à l'aide d'une simulation numérique permet d'assurer un processus de dégazage suffisant de l'huile hydraulique.
6 janvier 2022
Calcul vectoriel dans les scripts Bash
Lors de la réalisation d'opérations préparatoires pour des analyses par exemple CFD ou FEM, il est souvent nécessaire de spécifier des paramètres vectoriels. Les constantes vectorielles sont faciles à manipuler :
```
myMesh --direction "$DIR"
```
Cependant, cela devient rapidement compliqué si les vecteurs doivent être manipulés, par exemple multipliés par des scalaires ou tournés.

Une solution puissante consiste à utiliser le clone Matlab Octave pour effectuer les opérations. Deux fonctionnalités d'Octave sont utiles dans ce contexte :
- l'option de ligne de commande “ –eval ” pour spécifier l'expression à traiter
- la fonction “ disp ” pour afficher les résultats en format brut sur une seule ligne
Un exemple :
```
DIR="1 0 0"
VELOCITY=$(octave --eval "disp( 11.*[$DIR] )")

myMesh --direction "$DIR"
mySolver --velocity "$VELOCITY"
```
Des opérations plus complexes sont possibles. Bien qu'il faille veiller à produire des vecteurs de ligne comme résultats. La rotation en est un exemple :
```
DIR="1 0 0"
ANG=45

DIR_ROT=$(octave --eval "pkg load linear-algebra; disp( (rotv([0 0 1],$ANG*pi/180)*[$DIR]')' )")

myMesh --direction " $DIR_ROT"
```
21 janvier 2019
Exporter un fichier STEP avec des surfaces nommées à partir de PTC Creo

Lors de la préparation de la géométrie pour des simulations numériques, il est souvent nécessaire de marquer des surfaces individuelles dans le modèle. Ces surfaces peuvent ensuite être utilisées, par exemple, comme entrée pour appliquer des forces et des pressions dans une simulation structurelle.

Le format STEP supporte les entités nommées. La question est : comment définir les noms dans le programme CAO ? Et comment s'assurer qu'ils sont effectivement stockés dans le fichier STEP ? Ci-après, ces questions sont répondues pour le logiciel PTC Creo.

Nommer les surfaces

Sélectionnez “ Fichier ” > “ Préparer ”, puis “ Ouvrir les propriétés du modèle ”, ensuite sélectionnez “ Noms ” dans la boîte de dialogue des propriétés du modèle :

Vous pouvez ensuite sélectionner des visages en cliquant dessus et saisir un nom dans la boîte de dialogue :

Exportation des noms dans le fichier STEP

Si vous exportez un fichier STP avec les paramètres par défaut, les noms ne seront pas stockés dans le fichier. Vous devez modifier la configuration d'exportation pour qu'ils soient conservés.

Ouvrez la boîte de dialogue des paramètres via “ Fichier ” > “ Options ”. Allez ensuite dans “ Éditeur de configuration ”. Ici, vous devez ajouter l'option “ intf_out_assign_names ” et la définir sur “ user_name ”.

Accéder à l'entité nommée dans ISCAD

Il est désormais possible d'accéder aux faces par les noms qui leur sont attribués, par exemple dans ISCAD. Une fois le fichier STEP importé, ses sous-entités peuvent être explorées en tapant Ctrl-I (voir ci-dessous). Les faces nommées apparaissent sous la forme “face_” dans la hiérarchie :

29 mars 2018
Importation de fichier IGES (*.IGS) de FreeShip vers OpenCASCADE
Le logiciel FreeShip est un outil pratique pour la conception de coques.
Les capacités de FreeShip sont essentiellement limitées à la conception de l'extérieur de la coque. Pour tout le reste, un véritable système de CAO est nécessaire. Il existe une fonction d'exportation IGES pour le transfert.
Il existe également un successeur : DelftShip. La fonction d'exportation IGES a été supprimée de la version gratuite de DelftShip et n'est disponible que dans la version commerciale. Celle-ci ne m'est pas accessible, je ne peux donc pas la tester.
Je voudrais utiliser la géométrie de notre outil ISCAD. Il est basé sur OpenCASCADE.
La géométrie de la coque modélisée dans FreeShip 2.6 ressemble à ceci :
L'exportation vers un fichier IGES n'a rien de spectaculaire et 40 faces individuelles sont créées.
La prochaine étape est l'importation dans OpenCASCADE. Mais il y a un problème ici. OpenCASCADE (v7.2.0) signale:

Rapport : 40 entités inconnues.

Nombre total d'entités chargées 41.

Rien ne s'affiche. Bien qu'il soit rapporté qu'une importation fonctionne avec les versions antérieures.https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=1670), l'importation ne fonctionne pas avec la version actuelle de l'OCC, ni avec différentes anciennes versions de Salome (et OpenCASCADE). Par contre, l'importation fonctionne par exemple dans le logiciel de CAO commercial Creo.

Enfin, une étude montre que le fichier exporté par FreeShip ne contient que des entités de type 128 (surface spline). De plus, il n'y a qu'une seule définition de couleur au début. À la fin du bloc de paramètres d'une surface 128 (voir par exemple. https://wiki.eclipse.org/IGES_file_Specification#Rational_B-Spline_Surface_.28Type_128.29) sont les paramètres de début et de fin (valeurs minimales/maximales U et V) de la surface. Ces entrées sont omises par FreeShip et constituent une erreur pour OpenCASCADE.

Une solution de contournement consiste à patcher l'importation IGES d'OpenCASCADE. Le code correspondant se trouve à partir de la ligne 188 dans le fichier IGESGeom/IGESGeom_ToolBSplineSurface.cxx. J'ai supprimé le message d'erreur et inséré des limites de paramètres par défaut :
```
  si (!PR.ReadReal(PR.Current(), aUmin) || !PR.ReadReal(PR.Current(), aVmin)){
    //Message_Msg Msg106("XSTEP_106");
    //PR.SendFail(Msg106);
    aUmin=0.0;
    aVmin=0.0;
  }

  si (!PR.ReadReal(PR.Current(), aUmax) || !PR.ReadReal(PR.Current(), aVmax)){
    //Message_Msg Msg107("XSTEP_107");
    //PR.SendFail(Msg107);
    aUmax=1.0;
    aVmax=1.0;
  }
```
Avec ces modifications, l'importation fonctionne :
17 mars 2018