Numerical tools M1 (ENER912_ENESBM1)

Volume horaire

TP : 36h

Présentation

Ce module, uniquement constitué de travaux pratiques, a pour but d'offrir aux élèves ingénieurs la possibilité de se familiariser avec divers logiciels, utilisés de manière assez courante par les professionnels ou les chercheurs, permettant l'étude des transferts de chaleur en présence d'écoulement ainsi que l'étude thermique, fluidique et/ou thermodynamique des systèmes énergétiques. Seront abordés en préambule :

-          La présentation générale des logiciels étudiés en Travaux Pratiques

-          L'organisation générale d'un outil logiciel dédié à l'étude des systèmes énergétiques

-          Les généralités sur l'évaluation et l'optimisation des systèmes énergétiques

This course will introduce students to practical Computational Fluid Dynamics, as it is frequently used in industry or in academic research in engineering fields.

The framework of the teaching takes place only through Practical Sessions, using computers and softwares.

The main application topics will focus on heat transfer and fluid flow in academic configurations but related to engineering problems, and on the thermodynamics of energetic systems.

As introductions of each parts, there is

-          a presentation of the studied software

-          the general organisation of a numerical tool devoted to the study of energetic systems

-          generalities on the evaluation and the optimisation of energetic systems

Objectifs

Ce cours vise à rendre l'élève apte à :

Niveau

A l'issue de ce cours l'élève sera capable :

concevoir et mettre en oeuvre une simulation numérique faisant intervenir des transferts thermiques couplés à un écoulement dans une géométrie simple

Application

- de représenter thermodynamiquement un cycle moteur ou PAC et de coupler plusieurs cycles en cascade

-de créer une géométrie simple et d'y associer des conditions aux limites pertinentes relativement à un modèle de transfert de chaleur couplé à un écoulement fluide.

-d'utiliser des modèles de turbulence adaptés à des configurations spécifiques pour simuler des écoulements à grand Reynolds

-de réaliser un post-traitement après une simulation numérique - de créer un modèle global de système associant différents composants

- d'utiliser les résultats de simulation afin d'évaluer les performances du système (énergie, confort)

The aim of this course is to make students :

Level

At the end of this course the student will be able to:

Design and implement a numerical simulation  involving an anisothermal flow through a simple geometry 

Application

-depict thermodynamically a motor cycle or heat pump and to couple with many cycles in chain

-create a simple geometry and to associate relevant vboundary conditions for a transfer mechanism through a fluid flow

-use relevant turbulent models depending on the configuration

-realize a post-treatment after a numerical simulation

-design a global model of a system by associating various components

-use the results of a simulation in order to evaluate the performances of a system (energy, comfort)

 

Pré-requis

-          Maîtrise de l'outil informatique

-          Acquisition préalable du module "Modélisation des systèmes énergétiques" du même semestre

-          Bonnes connaissances générales en transferts de chaleur et en thermodynamique

-          Bonne expertise des systèmes énergétiques

-          Mastering  informatique

-          Validation of the course "Energetic system modelling" belonging to the same  semester

-          Good general knowledge in heat transfer  and thermodynamics

Good expertise of energetic systems

Plan du cours

  • TP 1 à 2: Exploitations sur un projet du logiciel Thermoptim, adapté à l'étude thermodynamique des systèmes énergétiques
  • TP 3 à 6 : Exploitations d'un code de champ ou code CFD (computational Fluid Dynamics) : ANSYS-CFX ou Code CFD équivalent. Typiquement 

-          TP 3  : Prise en main d'un logiciel CFD 

-          TP 4 : Validation sur un benchmark

-          TP 5 : Application à une configuration type ingénierie

-          TP 6 : Post-traitement et analyse des résultats

  • TP 7 à 9 :  TRNSYS : Exploitations de logiciels adaptés à l'étude du comportement thermique des systèmes en régime variable 
  • Practical Teaching 1 and 2: Exploitation with a project using Thermoptim software, relative to the thermodynamical study of energetic systems
  • Practical Teaching 3 to 6 : Exploitation using a CFD software (computational Fluid Dynamics) : ANSYS-CFX or any CFD code equivalent. Basically 

-          TP 3  : Initiation to a CFD software 

-          TP 4 : Validation with a benchmark

-          TP 5 : Application to an engineering configuration

-          TP 6 : Post-analysis of the results

  • Practical teaching from 7 to 9 :  TRNSYS : Exploitations of softwares adaptated to the study of thermal behaviour of systems in transient regime

Bibliographie

-          Numerical heat transfer and fluid flow - Patankar, S.V. , Mac-Graw-Hill Book, 1980

www.thermoptim.org

Diplômes intégrant ce cours

En bref

Langue d'enseignement
Français

Contact(s)

UFR, Écoles, Instituts

Lieu(x)

  • Le Bourget-du-Lac (73)