v1.01.166 ZZZZ166 - Calcul du flux en thermique#

Résumé:

Ce test a pour objet la validation des options de calcul de flux en thermique: FLUX_ELGA et FLUX_ELNO.

De plus, du fait de l’utilisation d’une conductivité thermique unitaire ce test sert également à valider le calcul du gradient de température. En effet, dans ce cas le gradient est égal à l’opposé du flux.

Les 6 modélisations testées sont:

  • A En 2D PLAN: triangles de degré 1, quadrangles de degré 1 et 2 et quadrangles à 9 nœuds,

  • B En 2D PLAN_DIAG: triangles de degré 1 et 2, quadrangles de degré 1 et quadrangles à 9 nœuds,

  • C En 2D AXIS: triangles de degré 1, quadrangles de degré 1 et 2 et quadrangles à 9 nœuds,

  • D En 2D AXIS_DIAG: triangles de degré 1 et 2, quadrangles de degré 1 et quadrangles à 9 nœuds,

  • E En 3D: hexaèdres, pentaèdres, pyramides et tétraèdres de degré 1 et 2, hexaèdres à 27 nœuds,

  • F En 3D_DIAG: hexaèdres, pentaèdres, pyramides et tétraèdres de degré 1.

Solution de référence#

Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence#

La solution de référence est analytique:

\[ \begin{align}\begin{aligned}\Phi_x = -\lambda \cdot \frac{\partial T}{\partial X}\\\Phi_y = -\lambda \cdot \frac{\partial T}{\partial Y}\\\Phi_z = -\lambda \cdot \frac{\partial T}{\partial Z} \quad \text{(en 3D uniquement)}\end{aligned}\end{align} \]

Compte-tenu de la valeur de \(\lambda\) (\(1\) ), le flux obtenu pour chaque configuration est donc:

Pour les modélisations 2DPLAN et PLAN_DIAG (modélisations A et B):

  • \(T(X,Y)=\mathrm{2.X}+\mathrm{3.Y}\) soit \({\Phi}_{x}(X,Y)=–2\) et \({\Phi}_{y}(X,Y)=–3\)

  • \(T(X,Y)={\mathrm{2.X}}^{2}+{\mathrm{3.Y}}^{2}\) soit \({\Phi}_{x}(X,Y)=–\mathrm{4.X}\) et \({\Phi}_{y}(X,Y)=–\mathrm{6.Y}\)

Pour les modélisations 2DAXIS et AXIS_DIAG (modélisations C et D):

  • \(T(X,Y,Z)=\mathrm{2.R}+\mathrm{3.Y}\) (\(R=X\) dans le plan \((\mathit{OXY})\) ) soit \({\Phi}_{x}(X,Y,Z)=–2\) et \({\Phi}_{y}(X,Y,Z)=–3\)

  • \(T(X,Y,Z)={\mathrm{2.R}}^{2}+{\mathrm{3.Y}}^{2}\) (\(R=X\) dans le plan \((\mathit{OXY})\) ) soit \({\Phi}_{x}(X,Y,Z)=–\mathrm{4.X}\) et \({\Phi}_{y}(X,Y,Z)=–\mathrm{6.Y}\)

Pour les modélisations 3D et 3D_DIAG (modélisations E et F):

  • \(T(X,Y,Z)=\mathrm{2.X}+\mathrm{3.Y}+\mathrm{4.Z}\) soit \({\Phi}_{x}(X,Y,Z)=–2\) , \({\Phi}_{y}(X,Y,Z)=–3\) et \({\Phi}_{z}(X,Y,Z)=–4\)

  • \(T(X,Y,Z)={\mathrm{2.X}}^{2}+{\mathrm{3.Y}}^{2}+{\mathrm{4Z}}^{2}\) soit \({\Phi}_{x}(X,Y,Z)=–\mathrm{4.X}\) , \({\Phi}_{y}(X,Y,Z)=–\mathrm{6.Y}\) et \({\Phi}_{z}(X,Y,Z)=–\mathrm{8.Z}\)

Résultats de référence#

Pour les modélisations 2D (PLAN, PLAN_DIAG, AXIS et AXIS_DIAG), les valeurs testées sont:

  • Avec le champ de température linéaire: la température aux nœuds \(A\) , \(C\) , \(J\) et \(L\) , le flux suivant \(X\) et \(Y\) par élément aux nœuds \(A\) , \(C\) , \(J\) et \(L\) et le flux au premier point de Gauss des mêmes éléments,

  • Avec le champ de température quadratique: la température aux nœuds \(A\) , \(C\) , \(J\) et \(L\) , et le flux suivant \(X\) et \(Y\) par élément aux nœuds \(A\) , \(C\) , \(J\) et \(L\) .

Pour les modélisations 3D (3D et 3D_DIAG), les valeurs testées sont:

  • Avec le champ de température linéaire: la température aux nœuds \({D}_{i}\) , le flux suivant \(X\) et \(Y\) par élément aux nœuds \({D}_{i}\) et le flux au premier point de Gauss des mêmes éléments,

  • Avec le champ de température quadratique: la température aux nœuds \({D}_{i}\) , et le flux suivant \(X\) et \(Y\) par élément aux nœuds \({D}_{i}\) .

Avec \(i=1\) à \(9\) pour la modélisation 3D et \(i=1\) à \(4\) pour la modélisation 3D_DIAG.

Modélisation A#

Caractéristiques de la modélisation#

Éléments 2D modélisation PLAN

Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 3382

Nombre de mailles et types: 2000 mailles dont 400 QUAD8, 400 QUAD9, 400 QUAD4 et 800 TRIA3.

Le maillage comprend 4 carrés SQU8, SQU9, SQU4 et STR3 maillés respectivement avec des éléments QUAD8, QUAD9, QUAD4 et TRIA3. Chaque carré est discrétisé avec 20 éléments suivant X et suivant Y.

../../../../_images/100047EE000019F2000019654A60E72D76A80B83.svg

Nom du GROUP_MA

Type d’élément

SQU8

QUAD8

SQU9

QUAD9

SQU4

QUAD4

STR3

TRIA3

Les nœuds utilisés pour le post-traitement sont:

Nom du nœud

Coordonnées

Numéro du nœud

Nom d’une maille contenant ce nœud

Type de la maille

\(A\)

\((1.0;0.5)\)

\(\mathit{N1}\)

\(\mathit{M1}\)

QUAD8

\(C\)

\((5.0;0.5)\)

\(\mathit{N1620}\)

\(\mathit{M420}\)

QUAD9

\(J\)

\((1.0;5.0)\)

\(\mathit{N3001}\)

\(\mathit{M1181}\)

QUAD4

\(L\)

\((5.0;5.0)\)

\(\mathit{N3440}\)

\(\mathit{M2000}\)

TRIA3

L’ensemble du maillage est affecté par une modélisation thermique PLAN.

Résultats et grandeurs testées#

  • Avec un champ de température linéaire (flux constant):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

3.5

3.5

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1 (QUAD8)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (QUAD8)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud C

T

11.5

11.5

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud J

T

17.0

17.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud L

T

25.0

25.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

  • Avec un champ de température quadratique (flux linéaire):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

2.75

2.75

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud C

T

50.75

50.75

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-20.0

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud J

T

77.0

77.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.2

5%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Nœud L

T

125.0

125.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Modélisation B#

Caractéristiques de la modélisation#

Eléments 2D modélisation PLAN_DIAG

Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 3782.

Nombre de mailles et types: 2400 mailles dont 800 TRIA6, 400 QUAD9, 400 QUAD4 et 800 TRIA3.

Le maillage comprend 4 carrés STR6, SQU9, SQU4 et STR3 maillés respectivement avec des éléments TRIA6, QUAD9, QUAD4 et TRIA3. Chaque carré est discrétisé avec 20 éléments suivant X et suivant Y.

../../../../_images/100047EE000019F2000019651A6C4CB9F4DC77F0.svg

Nom du GROUP_MA

Type d’élément

STR6

TRIA6

SQU9

QUAD9

SQU4

QUAD4

STR3

TRIA3

Les nœuds utilisés pour le post-traitement sont:

Nom du nœud

Coordonnées

Numéro du nœud

Nom d’une maille contenant ce nœud

Type de la maille

A

(1.0; 0.5)

N1

M1

TRIA6

C

(5.0; 0.5)

N2481

M820

QUAD9

J

(1.0; 5.0)

N3401

M1581

QUAD4

L

(5.0; 5.0)

N3840

M2400

TRIA3

L’ensemble du maillage est affecté par une modélisation thermique PLAN_DIAG.

Résultats et grandeurs testées#

  • Avec un champ de température linéaire (flux constant):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

3.5

3.5

0%

M1 (TRIA6)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (TRIA6)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1 (TRIA6)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (TRIA6)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud C

T

11.5

11.5

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud J

T

17.0

17.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud L

T

25.0

25.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

  • Avec un champ de température quadratique (flux linéaire):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

2.75

2.75

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.2

5%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.3

10%

Nœud C

T

50.75

50.75

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.3

10%

Nœud J

T

77.0

77.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.2

5%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Nœud L

T

125.0

125.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Modélisation C#

Caractéristiques de la modélisation#

Eléments 2D modélisation AXIS

Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 3382.

Nombre de mailles et types: 2000 mailles dont 400 QUAD8, 400 QUAD9, 400 QUAD4 et 800 TRIA3.

Le maillage comprend 4 carrés SQU8, SQU9, SQU4 et STR3 maillés respectivement avec des éléments QUAD8, QUAD9, QUAD4 et TRIA3. Chaque carré est discrétisé avec 20 éléments suivant X et suivant Y.

../../../../_images/100047EE000019F2000019654A60E72D76A80B83.svg

Nom du GROUP_MA

Type d’élément

SQU8

QUAD8

SQU9

QUAD9

SQU4

QUAD4

STR3

TRIA3

Les nœuds utilisés pour le post-traitement sont:

Nom du nœud

Coordonnées

Numéro du nœud

Nom d’une maille contenant ce nœud

Type de la maille

A

(1.0; 0.5)

N1

M1

QUAD8

C

(5.0; 0.5)

N1620

M420

QUAD9

J

(1.0; 5.0)

N3001

M1181

QUAD4

L

(5.0; 5.0)

N3440

M2000

TRIA3

L’ensemble du maillage est affecté par une modélisation thermique AXIS.

Résultats et grandeurs testées#

  • Avec un champ de température linéaire (flux constant):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

3.5

3.5

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1 (QUAD8)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (QUAD8)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud C

T

11.5

11.5

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud J

T

17.0

17.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

y (ELGA)

-3.0

-3.0

0%

Nœud L

T

25.0

25.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

  • Avec un champ de température quadratique (flux linéaire):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

2.75

2.75

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud C

T

50.75

50.75

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-20.0

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud J

T

77.0

77.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.2

5%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Nœud L

T

125.0

125.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Modélisation D#

Caractéristiques de la modélisation#

Eléments 2D modélisation AXIS_DIAG

Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 3782

Nombre de mailles et types: 2400 mailles dont 800 TRIA6, 400 QUAD9, 400 QUAD4 et 800 TRIA3.

Le maillage comprend 4 carrés STR6, SQU9, SQU4 et STR3 maillés respectivement avec des éléments TRIA6, QUAD9, QUAD4 et TRIA3. Chaque carré est discrétisé avec 20 éléments suivant X et suivant Y.

../../../../_images/100047EE000019F2000019651A6C4CB9F4DC77F0.svg

Nom du GROUP_MA

Type d’élément

STR6

TRIA6

SQU9

QUAD9

SQU4

QUAD4

STR3

TRIA3

Les nœuds utilisés pour le post-traitement sont:

Nom du nœud

Coordonnées

Numéro du nœud

Nom d’une maille contenant ce nœud

Type de la maille

A

(1.0; 0.5)

N1

M1

TRIA6

C

(5.0; 0.5)

N2481

M820

QUAD9

J

(1.0; 5.0)

N3401

M1581

QUAD4

L

(5.0; 5.0)

N3840

M2400

TRIA3

L’ensemble du maillage est affecté par une modélisation thermique AXIS_DIAG.

Résultats et grandeurs testées#

  • Avec un champ de température linéaire (flux constant):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

3.5

3.5

0%

M1 (TRIA6)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (TRIA6)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1 (TRIA6)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1 (TRIA6)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud C

T

11.5

11.5

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M420 (QUAD9)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud J

T

17.0

17.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M1181 (QUAD4)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

Nœud L

T

25.0

25.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

M2000 (TRIA3)

Point 1

\({\Phi}_{y}(ELGA)\)

-3.0

-3.0

0%

  • Avec un champ de température quadratique (flux linéaire):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou PG

Nœud A

T

2.75

2.75

0%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.2

5%

M1 (QUAD8)

Nœud A

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.3

10%

Nœud C

T

50.75

50.75

0%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M420 (QUAD9)

Nœud C

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.3

10%

Nœud J

T

77.0

77.0

0%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-4.0

-4.2

5%

M1181 (QUAD4)

Nœud J

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Nœud L

T

125.0

125.0

0%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M2000 (TRIA3)

Nœud L

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.7

-1%

Modélisation E#

Caractéristiques de la modélisation#

Eléments 3D modélisation 3D

Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 17281.

Nombre de mailles et types: 5268 mailles dont 400 HEXA8, 400 HEXA20, 400 HEXA27, 800 PENTA6, 800 PENTA15, 600 PYRAM5, 600 PYRAM13, 634 TETRA4 et 634 TETRA10.

Le maillage comprend 9 hexaèdres VHE8, VHE20, VHE27, VPE6, VPE15, VPY5, VPY13, VTE4 et VTE10 maillés respectivement avec des éléments HEXA8, HEXA20, HEXA27, PENTA6, PENTA15, PYRAM5, PYRAM13, TETRA4 et TETRA10.

../../../../_images/1000AE9E00001D5B00001B3888F301F6A44249C6.svg

Nom du GROUP_MA

Type d’élément

Discrétisation suivant:

X

Y

Z

VHE8

HEXA8

20

20

1

VHE20

HEXA20

20

20

1

VHE27

HEXA27

20

20

1

VPE6

PENTA6

20

20

1

VPE15

PENTA15

20

20

1

VPY5

PYRAM5

10

10

1

VPY13

PYRAM13

10

10

1

VTE4

TETRA4

10

10

1

VTE10

TETRA10

10

10

1

Les nœuds utilisés pour le post-traitement sont:

Nom du nœud

Coordonnées

Numéro du nœud

Nom d’une maille contenant ce nœud

Type de la maille

D1

(2.5; 2.5; 1.0)

N440

M400

HEXA8

D2

(5.0; 2.5; 1.0)

N1322

M1200

PENTA6

D3

(7.5; 2.5; 1.0)

N11453

M4034

PENTA15

D4

(2.5; 5.0; 1.0)

N1995

M1795

PYRAM5

D5

(5.0; 5.0; 1.0)

N2323

M1838

TETRA4

D6

(7.5; 5.0; 1.0)

N16603

M4672

TETRA10

D7

(2.5; 7.5; 1.0)

N14756

M4629

PYRAM13

D8

(5.0; 7.5; 1.0)

N3596

M2834

HEXA20

D9

(7.5; 7.5; 1.0)

N6599

M3234

HEXA27

L’ensemble du maillage est affecté par une modélisation thermique 3D.

Résultats et grandeurs testées#

  • Avec un champ de température linéaire (flux constant):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille | Nœud ou PG

Nœud D1

T

16.5

16.5

0%

M400 (HEXA8) | Nœud D1

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M400 (HEXA8) | Nœud D1

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M400 (HEXA8) | Nœud D1

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M400 (HEXA8) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D2

T

21.5

21.5

0%

M1200 (PENTA6) | Nœud D2

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1200 (PENTA6) | Nœud D2

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1200 (PENTA6) | Nœud D2

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M1200 (PENTA6) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D3

T

26.5

26.5

0%

M4034 (PENTA15) | Nœud D3

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M4034 (PENTA15) | Nœud D3

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M4034 (PENTA15) | Nœud D3

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M4034 (PENTA15) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D4

T

24.0

24.0

0%

M1795 (PYRAM5) | Nœud D4

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1795 (PYRAM5) | Nœud D4

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1795 (PYRAM5) | Nœud D4

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M1795 (PYRAM5) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D5

T

29.0

29.0

0%

M1838 (TETRA4) | Nœud D5

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M1838 (TETRA4) | Nœud D5

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M1838 (TETRA4) | Nœud D5

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M1838 (TETRA4) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D6

T

34.0

34.0

0%

M4672 (TETRA10) | Nœud D6

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M4672 (TETRA10) | Nœud D6

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M4672 (TETRA10) | Nœud D6

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M4672 (TETRA10) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D7

T

31.5

31.5

0%

M4629 (PYRAM13) | Nœud D7

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M4629 (PYRAM13) | Nœud D7

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M4629 (PYRAM13) | Nœud D7

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M4629 (PYRAM13) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D8

T

36.5

36.5

0%

M2834 (HEXA20) | Nœud D8

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M2834 (HEXA20) | Nœud D8

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M2834 (HEXA20) | Nœud D8

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M2834 (HEXA20) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

Nœud D9

T

41.5

41.5

0%

M3234 (HEXA27) | Nœud D9

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-2.0

-2.0

0%

M3234 (HEXA27) | Nœud D9

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-3.0

-3.0

0%

M3234 (HEXA27) | Nœud D9

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-4.0

-4.0

0%

M3234 (HEXA27) | Point 1

\({\Phi}_{x}(ELGA)\)

-2.0

-2.0

0%

  • Avec un champ de température quadratique (flux linéaire):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille | Nœud ou PG

Nœud D1

T

35.25

35.25

0%

M400 (HEXA8) | Nœud D1

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-10.0

-9.8

-2%

M400 (HEXA8) | Nœud D1

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-15.0

-14.7

-2%

M400 (HEXA8) | Nœud D1

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.4

5%

Nœud D2

T

72.75

72.75

0%

M1200 (PENTA6) | Nœud D2

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.8

-1%

M1200 (PENTA6) | Nœud D2

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-15.0

-14.7

-2%

M1200 (PENTA6) | Nœud D2

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.4

5%

Nœud D3

T

135.25

135.25

0%

M4034 (PENTA15) | Nœud D3

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-30.0

-30.0

0%

M4034 (PENTA15) | Nœud D3

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-15.0

-15.0

0%

M4034 (PENTA15) | Nœud D3

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.0

0%

Nœud D4

T

91.50

91.50

0%

M1795 (PYRAM5) | Nœud D4

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-10.0

-9.6

-4%

M1795 (PYRAM5) | Nœud D4

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.4

-2%

M1795 (PYRAM5) | Nœud D4

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-7.2

-10%

Nœud D5

T

129.00

129.00

0%

M1838 (TETRA4) | Nœud D5

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-19.6

-2%

M1838 (TETRA4) | Nœud D5

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-29.4

-2%

M1838 (TETRA4) | Nœud D5

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.4

5%

Nœud D6

T

191.5

191.5

0%

M4672 (TETRA10) | Nœud D6

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-30.0

-30.0

0%

M4672 (TETRA10) | Nœud D6

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-30.0

-30.0

0%

M4672 (TETRA10) | Nœud D6

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.0

0%

Nœud D7

T

185.25

185.25

0%

M4629 (PYRAM13) | Nœud D7

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-10.0

-10.0

0%

M4629 (PYRAM13) | Nœud D7

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-45.0

-45.0

0%

M4629 (PYRAM13) | Nœud D7

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.0

0%

Nœud D8

T

222.75

222.75

0%

M2834 (HEXA20) | Nœud D8

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-20.0

-20.0

0%

M2834 (HEXA20) | Nœud D8

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-45.0

-45.0

0%

M2834 (HEXA20) | Nœud D8

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.0

0%

Nœud D9

T

285.25

285.25

0%

M3234 (HEXA27) | Nœud D9

\({\Phi}_{x}(ELNO)\)

-30.0

-30.0

0%

M3234 (HEXA27) | Nœud D9

\({\Phi}_{y}(ELNO)\)

-45.0

-45.0

0%

M3234 (HEXA27) | Nœud D9

\({\Phi}_{z}(ELNO)\)

-8.0

-8.0

0%

Modélisation F#

Caractéristiques de la modélisation#

Eléments 3D modélisation 3D_DIAG

Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 2356.

Nombre de mailles et types: 2434 mailles dont 400 HEXA8, 800 PENTA6, 600 PYRAM5 et 634 TETRA4.

Le maillage comprend 4 hexaèdres VHE8, VPE6, VPY5 et VTE4 maillés respectivement avec des éléments HEXA8, PENTA6, PYRAM5 et TETRA4.

../../../../_images/10005DA200001D4A00001B386C5D98B8B2551A5A.svg

Nom du GROUP_MA

Type d’élément

Discrétisation suivant:

X

Y

Z

VHE8

HEXA8

20

20

1

VPE6

PENTA6

20

20

1

VPY5

PYRAM5

10

10

1

VTE4

TETRA4

10

10

1

Les nœuds utilisés pour le post-traitement sont:

Nom du nœud

Coordonnées

Numéro du nœud

Nom d’une maille contenant ce nœud

Type de la maille

\(\mathit{D1}\)

\((2.5;2.5;1.0)\)

\(\mathit{N440}\)

\(\mathit{M400}\)

HEXA8

\(\mathit{D2}\)

\((5.0;2.5;1.0)\)

\(\mathit{N1322}\)

\(\mathit{M1200}\)

PENTA6

\(\mathit{D3}\)

\((7.5;2.5;1.0)\)

\(\mathit{N11453}\)

\(\mathit{M4034}\)

PENTA15

\(\mathit{D4}\)

\((2.5;5.0;1.0)\)

\(\mathit{N1995}\)

\(\mathit{M1795}\)

PYRAM5

L’ensemble du maillage est affecté par une modélisation thermique 3D_DIAG.

Résultats et grandeurs testées#

  • Avec un champ de température linéaire (flux constant):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou \(\mathit{PG}\)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\(T\)

16.5

16.5

0%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-2.0

-2.0

0%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-3.0

-3.0

0%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-4.0

-4.0

0%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Point 1

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELGA}\) )

-2.0

-2.0

0%

Nœud \(\mathit{D2}\)

\(T\)

21.5

21.5

0%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Nœud \(\mathit{D2}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-2.0

-2.0

0%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Nœud \(\mathit{D2}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-3.0

-3.0

0%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Nœud \(\mathit{D2}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-4.0

-4.0

0%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Point 1

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELGA}\) )

-2.0

-2.0

0%

Nœud \(\mathit{D3}\)

\(T\)

24.0

24.0

0%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Nœud \(\mathit{D3}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-2.0

-2.0

0%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Nœud \(\mathit{D3}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-3.0

-3.0

0%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Nœud \(\mathit{D3}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-4.0

-4.0

0%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Point 1

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELGA}\) )

-2.0

-2.0

0%

Nœud \(\mathit{D4}\)

\(T\)

29.0

29.0

0%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Nœud \(\mathit{D4}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-2.0

-2.0

0%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Nœud \(\mathit{D4}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-3.0

-3.0

0%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Nœud \(\mathit{D4}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-4.0

-4.0

0%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Point 1

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELGA}\) )

-2.0

-2.0

0%

  • Avec un champ de température quadratique (flux linéaire):

Localisation

Grandeur

Référence

Aster

% différence

Maille

Nœud ou \(\mathit{PG}\)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\(T\)

35.25

35.25

0%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-10.0

-9.8

-2%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-15.0

-14.7

-2%

\(\mathit{M400}\) (HEXA8)

Nœud \(\mathit{D1}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-8.0

-8.4

5%

Nœud \(\mathit{D2}\)

\(T\)

72.75

72.75

0%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Nœud \(\mathit{D2}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-20.0

-19.8

-1%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Nœud \(\mathit{D2}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-15.0

-14.7

-2%

\(\mathit{M1200}\) (PENTA6)

Nœud \(\mathit{D2}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-8.0

-8.4

5%

Nœud \(\mathit{D3}\)

\(T\)

91.50

91.50

0%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Nœud \(\mathit{D3}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-10.0

-9.6

-4%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Nœud \(\mathit{D3}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-30.0

-29.4

-2%

\(\mathit{M1795}\) (PYRAM5)

Nœud \(\mathit{D3}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-8.0

-7.2

-10%

Nœud \(\mathit{D4}\)

\(T\)

129.00

129.00

0%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Nœud \(\mathit{D4}\)

\({\Phi}_{x}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-20.0

-19.6

-2%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Nœud \(\mathit{D4}\)

\({\Phi}_{y}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-30.0

-29.4

-2%

\(\mathit{M1838}\) (TETRA4)

Nœud \(\mathit{D4}\)

\({\Phi}_{z}\) (\(\mathit{ELNO}\) )

-8.0

-8.4

5%

Synthèse des résultats#

Récapitulatif des résultats

modélisation

Flux aux nœuds ou aux \(\mathit{PG}\) avec une température linéaire

Flux aux nœuds avec une température quadratique

Type d’élément

Discrétisation en \(X\) et \(Y\)

Erreur relative max %

Erreur relative max %

Modélisation 2D “PLAN”

QUAD4

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

TRIA3

\(10\mathit{el}/m\)

0%

1%

QUAD8

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

QUAD9

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

Modélisation 2D “PLAN_DIAG”

QUAD4

\(10\mathit{el}/m\)

0%

10%

TRIA3

\(10\mathit{el}/m\)

0%

10%

TRIA6

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

QUAD9

\(10\mathit{el}/m\)

0%

1%

Modélisation 2D “AXIS”

QUAD4

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

TRIA3

\(10\mathit{el}/m\)

0%

1%

QUAD8

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

QUAD9

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

Modélisation 2D “AXIS_DIAG”

QUAD4

\(10\mathit{el}/m\)

0%

10%

TRIA3

\(10\mathit{el}/m\)

0%

10%

TRIA6

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

QUAD9

\(10\mathit{el}/m\)

0%

1%

Modélisation “3D”

HEXA8

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

PENTA6

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

PYRAM5

\(5\mathit{el}/m\)

0%

10%

TETRA4

\(5\mathit{el}/m\)

0%

5%

HEXA20

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

HEXA27

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

PENTA15

\(10\mathit{el}/m\)

0%

0%

PYRAM13

\(5\mathit{el}/m\)

0%

0%

TETRA10

\(5\mathit{el}/m\)

0%

0%

Modélisation “3D_DIAG”

HEXA8

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

PENTA6

\(10\mathit{el}/m\)

0%

5%

PYRAM5

\(5\mathit{el}/m\)

0%

10%

TETRA4

\(5\mathit{el}/m\)

0%

5%

Avec un champ de température linéaire (et un flux constant):

  • Toutes les modélisations donnent des résultats exacts.

Avec un champ de température quadratique (et un flux linéaire):

  • Les résultats sont exacts avec des éléments d’ordre 2 et une modélisation non DIAG. Ces éléments ayant des fonctions de forme quadratiques peuvent représenter exactement le champ de température imposé. Les flux sont exacts et le seraient encore avec une discrétisation plus grossière.

  • Les éléments d’ordre 2 avec une modélisation DIAG sont traités comme des éléments d’ordre 1 pour le calcul du flux. Pour ces éléments, les flux sont constants par élément. L’erreur est donc directement liée à la taille des éléments