Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
TPLV304 Distribution de la température dans une barre de section carrée
Date :
20/09/02
Auteur(s) :
C. DURAND, E. VISSE, F. LEBOUVIER Clé
:
V4.04.304-A Page :
1/6
Organisme(s) : EDF/AMA, EDF/UTO/SIS, Delta CAD
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
Document V4.04.304
TPLV304 - Distribution de la température dans une
barre de section carrée
Résumé :
Ce test est issu de la validation indépendante de la version 3 en thermique stationnaire linéaire.
Il a pour objectif de valider les éléments thermiques volumiques sous des conditions de convection et de
température imposée.
La solution de référence est basée sur une approche analytique.
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
TPLV304 Distribution de la température dans une barre de section carrée
Date :
20/09/02
Auteur(s) :
C. DURAND, E. VISSE, F. LEBOUVIER Clé
:
V4.04.304-A Page :
2/6
1
Problème de référence
1.1 Géométrie
Z
L = 203.2 x10-3 m
b = 25.4 x10-3 m
Tw
X
h, Ta
b
L
b
Y
1.2
Propriétés du matériau
= 43.2675 W/m.°C
Conductivité thermique
1.3
Conditions aux limites et chargements
· température imposée sur la face y =0 Tw = 37.78 °C,
· = 0 sur la face y = L,
· convection sur les autres faces :
-
h = 5.678 W/m2 °C,
- Ta = -17.78 0°C.
1.4 Conditions
initiales
Sans objet.
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
TPLV304 Distribution de la température dans une barre de section carrée
Date :
20/09/02
Auteur(s) :
C. DURAND, E. VISSE, F. LEBOUVIER Clé
:
V4.04.304-A Page :
3/6
2
Solution de référence
2.1
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence
La solution de référence originale donnée dans le livre [bib1] est basée sur une approche analytique.
Cette référence est citée dans le manuel de vérification d'ANSYS [bib2]
2.2
Résultats de référence
Température sur la face y = l
2.3
Incertitude sur la solution
Inconnue, il n'a pas été possible de se procurer la référence originale (livre ancien, plus édité).
2.4 Références
bibliographiques
[1]
ANSYS : "Verification manual", 1st edition, June 1, 1976
[2]
Kreith, F., " Principles of heat transfer", International Textbook Co., Scranton, Pennsylvania,
2nd Printing, 1959.
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
TPLV304 Distribution de la température dans une barre de section carrée
Date :
20/09/02
Auteur(s) :
C. DURAND, E. VISSE, F. LEBOUVIER Clé
:
V4.04.304-A Page :
4/6
3 Modélisation
A
3.1
Caractéristiques de la modélisation
3D (HEXA27)
z
D
H
y
E
Face BFGC :
A
C
G
N102 N104 N103
N100
N108
N101
Conditions limites:
B
x
F
N97
N99
N98
- face AEHD
T = 37.78°C
- face BFGC
= 0
- faces ABCD, ABFE,
h = 5.678 W/m²°C
EFGH, DCGH
Text = -17.78 °C
3.2
Caractéristiques du maillage
Nombre de noeuds :
153
Nombre de mailles et types : 8 HEXA27 (et 32 QUAD9)
3.3 Fonctionnalités
testées
Commandes
AFFE_MODELE
THERMIQUE
3D
TOUT
AFFE_CHAR_THER
TEMP_IMPO
ECHANGE
THER_LINEAIRE
EXCIT
CHARGE
RECU_CHAMP
NUME_ORDRE
3.4 Remarques
La chaleur volumique cp n'intervient pas dans ce test, mais doit être déclarée pour le Code_Aster. On
prend cp = 1.0 J/m3 °C.
La condition limite = 0. est implicite sur les bords libres.
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
TPLV304 Distribution de la température dans une barre de section carrée
Date :
20/09/02
Auteur(s) :
C. DURAND, E. VISSE, F. LEBOUVIER Clé
:
V4.04.304-A Page :
5/6
4
Résultats de la modélisation A
4.1 Valeurs
testées
Identification Référence
Aster
Ecart relatif (%)
Ecart absolu (°C)
différence tolérance différence tolérance
Température
(°C)
à l'extrémité de la barre
Y
=
L
20.329
B N97
20.329
20.295
-0.166
1%
-0.0338
0.5
milieu BF
N99
20.329
20.327
-0.010
1%
-0.0021
0.5
F N98
20.329
20.295
-0.166
1%
-0.0338
0.5
milieu FG
N101
20.329
20.327
-0.010
1%
-0.0021
0.5
G N103
20.329
20.295
-0.166
1%
-0.0338
0.5
milieu GC
N104
20.329
20.327
-0.010
1%
-0.0021
0.5
C N102
20.329
20.295
-0.166
1%
-0.0338
0.5
milieu CB
N100
20.329
20.327
-0.010
1%
-0.0021
0.5
milieu de la face
N108
20.329
20.359
0.146
1%
0.0297
0.5
4.2 Remarques
Les petites différences qui subsistent correspondent à un gradient de température dans la section
observée. Ce qui est conforme au phénomène physique modélisé.
4.3 Paramètres
d'exécution
Version : 5.03
Machine : SGI - ORIGIN 2000 - R12000
Encombrement mémoire :
8 mégamots
Temps CPU User : 2.09 secondes
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
TPLV304 Distribution de la température dans une barre de section carrée
Date :
20/09/02
Auteur(s) :
C. DURAND, E. VISSE, F. LEBOUVIER Clé
:
V4.04.304-A Page :
6/6
5
Synthèse des résultats
Les résultats obtenus sont très satisfaisants, l'écart maximum est de -0.166%. L'intérêt principal de ce
test est de vérifier la maille HEXA27.
Manuel de Validation
Fascicule V4.04 : Thermique stationnaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Document Outline