Contexte des études THM
Généralités
Étapes de calculs
Choix du modèle
Avion D_PLAN_HH2MD Mécanique, hydraulique à deux pressions inconnues et deux composantes en phase gazeuse (lumpé). Avion D_PLAN_HH2MS Mécanique, hydraulique avec deux pressions inconnues et deux composantes en phase gazeuse (sélective). Plan D_PLAN_THVD Thermique, mécanique, hydraulique à deux pressions inconnues (2 phases : eau liquide et vapeur) (condensée).
AXIS_THVD axisymétrique Thermique, mécanique, hydraulique à deux pressions inconnues (2 phases : eau liquide et vapeur) (groupés).
Définition du matériau
- Mot clé simple COMP_THM
- Mot clé facteur THM_INIT
- Mot clé facteur THM_LIQU
- Mot clé facteur THM_GAZ
- Mot clé facteur THM_VAPE_GAZ
- Mot clé facteur THM_AIR_DISS
- Mot clé facteur THM_DIFFU
- Récapitulatif des fonctions de couplages et leur dépendance
Pour le comportement des matériaux insaturés (LIQU_VAPE_GAZ, LIQU_VAPE, LIQU_GAZ, LIQU_GAZ_ATM, LIQU_AD_GAZ, LIQU_AD_GAZ_VAPE), isotherme de saturation en fonction de la pression capillaire. Pour le comportement des matériaux insaturés (LIQU_VAPE_GAZ, LIQU_VAPE, LIQU_GAZ, LIQU_GAZ_ATM, LIQU_AD_GAZ, LIQU_AD_GAZ_VAPE), dérivé de la saturation en fonction de la pression. Pour le comportement des matériaux insaturés (LIQU_VAPE_GAZ, LIQU_VAPE, LIQU_GAZ, LIQU_GAZ_ATM, LIQU_AD_GAZ, LIQU_AD_GAZ_VAPE), perméabilité vis-à-vis du liquide : fonction de saturation.
Pour le comportement des matériaux insaturés (LIQU_VAPE_GAZ, LIQU_VAPE, LIQU_GAZ, LIQU_AD_GAZ, LIQU_AD_GAZ_VAPE), perméabilité vis-à-vis du gaz : fonction de la saturation et de la pression du gaz. Dans le cas orthotrope 2D, les parties multiplicatives de la conductivité thermique du mélange dépendent de la température pour les directions L et T. Une partie de la conductivité thermique du mélange est constante et additive dans le cas isotrope (voir [§2.2.9] ).
Initialisation du calcul
Le script adopté est incrémental et si l'on veut que les valeurs des composantes de p correspondent aux valeurs de pression initiale définies sous les mots-clés THM_INIT et ETAT_INIT, il faut initialiser les composantes de p avec le mot clé SIGM de le mot clé facteur ETAT_INIT de la commande STAT_NON_LINE. Les champs de déplacement initialisés dans ETAT_INIT peuvent être définis comme suit. SIGINIT=CREA_CHAMP(MAILLAGE=POS, OPERATION='AFFE', TYPE_CHAM='CART_SIEF_R', AFFE=(_F(GROUP_MA='BO', NOM_CMP=.
Chargements et conditions aux limites
Pour les conditions de Neuman, la syntaxe sera alors comme dans l'exemple suivant : NEU1=AFFE_CHAR_MECA(MODELE=MODEL,. FLUN correspond à la valeur du flux thermique ; FLUN_HYDR1 et FLUN_HYDR2 correspondent aux valeurs des débits hydrauliques associés à les pressions PRE1 et PRE2 S'il n'y a aucune ambiguïté thermique ou mécanique, en revanche, les principales inconnues hydrauliques PRE1 et PRE2 changent en fonction du couplage choisi.
Nous résumerons les différentes possibilités en distinguant le cas où l'on impose des valeurs à PRE1 et/ou PRE2 et le cas où l'on travaille sur des combinaisons des 2. Précisons qu'on peut évidemment avoir différents types de conditions aux limites en fonction des limites des pièces (groupes de nœuds ou maillages) dont nous discutons. Nous résumons ici le cas courant où des valeurs sont imposées à PRE1 et/ou PRE2.
L'utilisateur force une valeur pour PRE1 et une valeur pour le flux associé à PRE2 en ne disant rien sur PRE2 ou en donnant une valeur pour FLUN_HYDR2. L'utilisateur force une valeur pour PRE2 et une valeur pour le flux associé à PRE1 en ne disant rien sur PRE1 ou en donnant une valeur pour FLUN_HYDR1. Les deux flux sont forcés soit en ne précisant rien sur PRE1 et/ou PRE2 (flux nuls) soit en donnant la valeur de FLUN_HYDR1 et/ou FLUN_HYDR2.
Le cas des conditions aux limites impliquant une relation linéaire entre les principales inconnues PRE1 et PRE2. Cette commande signifie qu'à la limite définie par l'ensemble des nœuds BORDS, les pressions PRE1 et PRE2 sont linéairement liées.
Le calcul non linéaire
Résolution par couplage
Résolution par chaînage
DEFVHY=CHAINAGE_THM(RESULTAT=DEPLA,INFO=1, MODELE=MODHYD, . MATR_PROJECTION=MATPROJ, TYPE_CHAINAGE='MECA_HYDR', INST=listinst[k],);. REPTOT=CHAINAGE_THM(RESULTAT=PRELIQ, MODELE=MODMEC, . TYPE_CHAINAGE='HYDR_MECA', TYPE_RESU='EVOL_VARC', INST=listinst[k],);.
Conseils généraux d'utilisation
Soit il choisit HYDR_UTIL : ce mot-clé permet alors de saisir la courbe de saturation et sa dérivée en fonction de la pression capillaire, ainsi que la perméabilité relative et sa dérivée en fonction de la saturation. L'utilisateur saisit ces courbes à travers une série de formules qui sont ensuite appelées par DEFI_MATERIAU (voir 2.2.7). Soit il choisit HYDR_VGM soit HYDR_VGC, ce qui signifie que les lois de capillarité et de perméabilités obéiront au modèle Mualem-Van-Genuuchten prédéfini dans le code, autrement dit, la capillarité est donnée par une loi de Van Genuchten.
La perméabilité relative à l'eau est ensuite exprimée en intégrant le modèle prédictif proposé par Mualem (1976) au modèle capillaire de Van-Genuchten. La perméabilité aux gaz est formulée de manière similaire avec la loi de Parker pour HYDR_VGM. A cela il faut ajouter deux paramètres supplémentaires correspondant au traitement effectué sur ces courbes.
Nous allons maintenant vous expliquer ce qu'est ce traitement et ce que sont CSAT et Smax. Pour éviter ce problème (qui n'a a priori aucune signification physique), on remplace ici ces fonctions de saturation Smax par le polynôme du second ordre C1. S Pc est alors multiplié par le coefficient « sécurité » de CSAT pour que la saturation n'atteigne jamais 1 (problème qu'on ne sait pas comment traiter).
En cas de problème de convergence, il peut être très utile d'activer la recherche linéaire. Cependant, la recherche linéaire n’améliore pas systématiquement la convergence et doit être utilisée avec prudence.
Le post-traitement
Généralités
Selon le KIT_XXXX choisi, tous les comportements ne sont pas légaux (par exemple, si on choisit un milieu poreux insaturé, on ne peut pas influencer un comportement de type gaz parfait). Pour les variables internes : U0=CALC_CHAMP(reuse=U0, MODELE=MODELE, CHAM_MATER=CHMAT0,Tout_ORDRE='OUI',. Il faut cependant rappeler que toutes les valeurs de décalage en sortie correspondent à uddl et.
Il est également important de connaître les noms des contraintes et les numéros de variables internes. Ainsi, l'exemple suivant vous permet d'imprimer à tout moment la masse d'eau liquide dans le tableau de nœuds UP.
Variables internes
Puisqu'il ne s'agit que de dériver une (et une seule !!) variable interne, le cham_elem correspondant doit avoir été calculé auparavant. Lorsque la variable à extraire ne fait pas partie des variables internes des règles concernées, une alerte est émise, mais le champ est toujours affecté à R8EMPTY().
Isovaleurs
Quelques cas tests
La modélisation de type second gradient et second gradient de dilatation est décrite dans la documentation [R5.04.03] dans le cadre des milieux poreux. Leur utilisation est cruciale lorsque les lois de comportement mécanique modélisent une rupture du matériau – on parle de lois d'adoucissement. La partie régularisante (deuxième gradient) est ainsi définie comme un patch qui « colle » simplement à la structure à modéliser.
Définition du patch
Étape 1. Définition du maillage de la structure
Étape 2. Duplication du maillage pour définir le patch
Étape 3. Modification (éventuelle) du maillage du patch
Choix du modèle
A noter qu'il est fortement recommandé d'utiliser une modélisation du second gradient de dilatation pour traiter le comportement des sols et des roches ou plus spécifiquement de tout type de matériau présentant une variation de volume lors de sa dégradation. Les inconnues nodales de la modélisation THM sont ensuite enrichies après l'ajout du deuxième « patch » de gradient. Le nombre d'inconnues varie en fonction du patch considéré et du type de maillage qui caractérise la discrétisation spatiale du patch.
Pour la deuxième modélisation du gradient d'expansion, l'interpolation des multiplicateurs de Lagrange sera donc déterminée par le choix de la topologie du maillage (voir tableau ci-dessous). Modélisation Type de mailles Degrés de liberté Position du degré de liberté D_PLAN_2DG TRIA7, QUAD9 fij Aux sommets de chaque élément.
Définition du matériau
Affectez ensuite les paramètres matériau en suivant la même procédure que pour la définition de la modélisation.
Impact sur les conditions aux limites
Résolution du problème
Contraintes généralisées et variables internes
Dans le cas sans mécanique et pour les lois de comportement (LIQU_VAPE_GAZ, LIQU_VAPE, LIQU_AD_GAZ_VAPE, 'LIQU_AD_GAZ') ce sont les variables internes. Dans le cas sans mécanique et pour les lois de comportement (LIQU_GAZ,LIQU_GAZ_ATM) les variables internes sont. Dans le cas sans mécanique et pour les lois de comportement (LIQU_SATU), les variables internes le sont.
Dans le cas de la mécanique, les premiers chiffres seront ceux correspondant à la mécanique (V1 dans le cas élastique, V1 et suivants pour les modèles plastiques).
Éléments supplémentaires sur les conditions aux limites en THM
Dans ce chapitre nous traiterons du cas habituel d'imposition de conditions sur PRE1 et/ou PRE2, contrairement au chapitre suivant où nous discuterons des relations linéaires entre inconnues. C'est le cas lorsqu'on impose une valeur à PRE1 et une valeur au courant associé à PRE2, sans rien dire. PRE2 ou en donnant une valeur à FLUN_HYDR2 de FLUX_THM_REP dans AFFE_CHAR_MECA.
Pour démontrer dans le cadre inhomogène, il faudrait introduire une augmentation d’état. C'est le cas lorsque l'on fixe une valeur à PRE2 et une valeur au flux associé à PRE1, sans rien dire sur PRE1 ou en donnant une valeur à FLUN_HYDR1 de FLUX_THM_REP dans AFFE_CHAR_MECA. Code_Aster permet d'introduire comme conditions aux limites les relations entre les degrés de liberté portés par un même nœud ou par des nœuds différents.
Compte tenu de [éq A5.1-5], et du choix des inconnues les plus importantes pour ce comportement, on écrit Dans cette section nous traitons le cas de conditions aux limites mixtes (ou conditions d'échange) appliquées sous la forme d'une condition de Neumann. Nous traitons ici uniquement de questions plus difficiles concernant l'imposition d'une pression de vapeur ou d'une pression d'air sec.
Considérant les relations [éq A5.1-7], [éq A5.1-8] et [éq A5.1-9], une valeur sur la pression de vapeur équivaut à une relation non linéaire sur la pression du liquide ; ainsi que l'application d'une pression d'air sec à la pression du gaz. A titre d'exemple, nous abordons le cas d'une pression d'air sec imposée pour un comportement LIQU_VAPE_GAZ, et nous supposons que l'on sait écrire la relation non linéaire reliant la pression de vapeur et la pression de liquide.
