Simulation CFD
La puissance numérique au service de l’analyse fine des écoulements, des transferts thermiques et des essais expérimentaux
Une expertise CFD au cœur de nos études
La modélisation CFD est utilisée pour prédire, analyser et comprendre les écoulements thermohydrauliques et thermoaérauliques, les transferts de masse et de chaleur, ainsi que les interactions complexes entre les différents composants d’un système. La simulation CFD s’intègre au CETIAT dans une démarche systémique visant à relier l’analyse locale issue du calcul numérique au comportement global de l’installation.
Soutenue au besoin par des capacités expérimentales uniques en aéraulique, hydraulique et thermodynamique, la CFD au CETIAT permet d’offrir une vision complète en d’un équipement, d’une installation ou d’un site. Cette double compétence permet de fournir aux industriels les informations nécessaires au diagnostic, à la compréhension, à l’optimisation et au développement de nouveaux produits ou systèmes.
Applications
Ventilation
- Conception et optimisation des systèmes de ventilation : dimensionnement de réseaux aérauliques, analyse des pertes de charge et équilibrage
- Captage des polluants et ventilation industrielle : conception de dispositifs de captage à la source, simulation du transport de polluants dans les ateliers
- Filtration, épuration et dépoussiérage des gaz : conception et optimisation des dépoussiéreurs (filtres à manches, cyclones, chambres de sédimentation)
- Bruit et effets système : études aéroacoustiques des équipements, analyse des interactions entre composants, réduction du bruit
- Qualité de l’air intérieur (QAI) et diffusion de l’air : étude de la distribution de l’air, localisation des zones de stagnation ou de recirculation
- Confort thermique : simulation des indices de confort PMV et PPD (selon Norme ISO 7730)
Cas d’étude : simulation de la diffusion d’air dans une salle de réunion pour limiter l’accumulation de particules fines.
Génie climatique (HVAC)
- Conception et optimisation des équipements thermiques : simulation des écoulements et des transferts thermiques dans les équipements HVAC (CTA, PAC, chaudières …). Analyse des performances en régime stationnaire ou instationnaire
- Optimisation énergétique et efficacité des systèmes : identification des sources d’inefficacité thermique, amélioration du rendement et réduction des dépenses
- Décarbonation et intégration des solutions bas carbone : simulation de solutions utilisant des fluides alternatifs ou ENR, contribution à la réduction des émissions CO₂ des équipements
- Approche système : performance globale et conception produit, analyse des interactions entre composants (effet système), optimisation multi-physique, appui à l’innovation et au développement de nouveaux équipements. Couplage modélisation CFD avec codes de calculs 1D
Cas d’étude : Simulation temporelle des champs de température dans un ballon d’eau chaude. Optimisation de la géométrie pour améliorer la chauffe, maitriser la stratification thermique et augmenter le temps de puisage eau chaude.
Process industriels
- Procédés thermiques (fours, séchoirs et traitements industriels) : simulation des écoulements et des transferts de chaleur, identification des zones de moindre échange, analyse des puissances thermiques, des vitesses et des températures. Compréhension, maîtrise du process, appui à la conception et optimisation
- Captage à la source, transport de particules et dépoussiérage : simulation du captage des gaz et aérosols (poussières, gouttelettes), et de leur transport. Conception et optimisation des systèmes d’aspiration, optimisation des dépoussiéreurs, cyclones, séparateurs
- Pollution industrielle et maîtrise des émissions : simulation de la dispersion de polluants dans les ambiances ou dans l’atmosphère extérieure. Évaluation de l’exposition des opérateurs, ou des impacts sur l’environnement
Cas d’étude : Simulation CFD d’un dépoussiéreur industriel afin d’augmenter l’efficacité de séparation, diminuer la perte de charge et les concentrations de poussières au rejet dans l’atmosphère.
Un environnement technique unique et intégré
La simulation CFD du CETIAT bénéficie d’un contexte technique performant :
- Un supercalculateur Linux (Rocky 8.6) dédié aux calculs intensifs : 298 cœurs AMD 3.2 Mhz
- Des codes de calcul leaders du marché : STAR-CCM+, Altair ultraFluidX (approche Lattice Bolztmann), ANSYS-FLUENT, SALOME-CFD
- Plus de 50 plateformes d’essais aérauliques, hydrauliques, filtration, acoustique combustion, HVAC et thermodynamique, etc …
- Des données de mesure issues de laboratoires accrédités ISO/IEC 17025
- Une complémentarité avec la modélisation système 1D : DYMOLA, FLUIDFLOW, CONTAM (NIST), MATHIS (CSTB), TRNSYS
