Calcul par elements finis du remplissage 3d pour des fluides visqueux incompressibles. Application a l'injection

par ELISABETH PICHELIN

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de THIERRY LOUPEZ.

Soutenue en 1998

à l'EMP .

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  • Résumé

    Dans cette contribution, nous avons developpe un modele simple et efficace de suivi de surface en mouvement pour la simulation numerique tridimensionnelle du remplissage, plus particulierement appliquee au procede de moulage par injection des thermoplastiques. L'avancee du front de matiere est modelisee a l'aide d'une methode elements finis. La cavite a remplir est entierement maillee. A chaque pas de temps, les champs de vitesse et de pression sont calcules dans toute la cavite. La partie non remplie reste vide dans notre approche, le vide etant caracterise par un champ de vitesse nul. Le domaine occupe par le fluide est defini par sa fonction caracteristique, fonction qui ne doit prendre que deux valeurs : 1 ou 0. L'avancee du fluide est modelisee par une equation de transport definie dans tout le domaine. La fonction caracteristique du domaine fluide est interpolee de facon discontinue (constante par element). Son evolution au cours du temps est calculee au niveau de chaque element par une methode de resolution originale dite de taylor-galerkin discontinue explicite. La gestion du contact fluide/moule mais aussi fluide/fluide est simplifiee par cette approche. Ce modele fournit un outil numerique capable de traiter des moules aux geometries complexes. Au cours de la phase de remplissage, les phenomenes thermiques jouent un role important. Le probleme des echanges thermiques s'exprime a l'aide d'une equation de convection-diffusion. Ce type d'equation est resolu en associant au schema explicite de taylor-galerkin discontinu une formulation mixte a deux champs. Cette derniere methode, utilisee pour resoudre l'equation de la chaleur instationnaire en 3d, nous a permis de resoudre non seulement des problemes ou la diffusion est dominante mais aussi des problemes ou la convection est dominante. La strategie du remplissage couplee a la formulation thermomecanique permet d'envisager des simulations pour des cas industriels de la phase de remplissage du procede d'injection des polymeres.


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  • Détails : 134 P.
  • Annexes : 73 REF.

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