v4.23.300 TTLP300 - Transfert thermique dans une barre métallique orthotrope#
Résumé:
Ce test est issu de la validation indépendante de la version 3 en thermique transitoire linéaire.
Il s’agit d’un problème 2D plan représenté par une seule modélisation (plane).
Les fonctionnalités testées sont les suivantes:
élément thermique plan,
matériau orthotrope,
algorithme de thermique transitoire,
condition limite : convection.
L’intérêt du test réside dans la prise en compte d’un matériau orthotrope.
Les résultats sont comparés avec une solution basée sur une estimation graphique.
Solution de référence#
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence#
La solution de référence originale donnée dans le livre [bib1] est basée sur une estimation graphique. Cette référence est citée dans le manuel de vérification d’ANSYS [bib2]
Résultats de référence#
Température aux points \(ABCD\) à l’instant \(t=\mathrm{3s}\)
Incertitude sur la solution#
Inconnue, il n’a pas été possible de se procurer la référence originale (livre ancien, plus édité).
Références bibliographiques#
Schneider, P.J., « Conduction Heat Transfer », Addison-Wesley Publishing Co., Inc. Reading, Mass., 2nd Printing, 1957.
ANSYS : « Verification manual », 1stedition, June 1, 1976
Modélisation A#
Caractéristiques de la modélisation#
PLAN (QUAD8)
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds : |
113 |
Nombre de mailles et types : |
30 QUAD8 |
Remarques#
La discrétisation en pas de temps est la suivante:
10 pas |
pour \([0.,\mathrm{1.D}-4]\) |
soit \(\Delta t=\mathrm{1.D}-5\) |
9 pas |
pour \([\mathrm{1.D}-4,\mathrm{1.D}-3]\) |
soit \(\Delta t=\mathrm{1.D}-4\) |
9 pas |
pour \([\mathrm{1.D}-3,\mathrm{1.D}-2]\) |
soit \(\Delta t=\mathrm{1.D}-3\) |
9 pas |
pour \([\mathrm{1.D}-2,\mathrm{1.D}-1]\) |
soit \(\Delta t=\mathrm{1.D}-2\) |
9 pas |
pour \([\mathrm{1.D}-1,\mathrm{1.D0}]\) |
soit \(\Delta t=\mathrm{1.D}-1\) |
20 pas |
pour \([\mathrm{1.D0},\mathrm{3.D0}]\) |
soit \(\Delta t=\mathrm{1.D}-1\) |
Résultats de la modélisation A#
Valeurs testées#
Identification |
Référence |
Aster |
% différence |
Tolérance |
instant \(t=3s\) |
||||
Points |
\(T(°C)\) |
|||
\(A(\mathrm{N26})\) |
237.50 |
238.95 |
0.611 |
5% |
\(B(\mathrm{N113})\) |
137.22 |
140.71 |
2.541 |
5% |
\(C(\mathrm{N82})\) |
65.98 |
66.19 |
0.318 |
5% |
\(D(\mathrm{N1})\) |
94.44 |
93.30 |
1.206 |
5% |
Synthèse des résultats#
Les résultats obtenus sont satisfaisants, l’écart maximum est de 2.5% inférieur à la tolérance fixée initialement (5%) (la solution de référence est obtenue graphiquement).
Ce test a permis de tester en transitoire linéaire, modélisation PLAN, les commandes:
DEFI_MATERIAU associé au mot clé THER_ORTH, permettant de définir les caractéristiques d’un matériau orthotrope,
AFFE_CARA_ELEM associé au mot clé MASSIF, permettant de définir les axes d’orthotropie.