SYRTHES : un code de thermique intégré comme module dans SALOME

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1 SYRTHES : un code de thermique intégré comme module dans SALOME I. RUPP, C. PENIGUEL (MFEE) M. PAOLILLO, P. RASCLE (SINETICS) 20 Novembre 2012

2 SOMMAIRE Présentation de SYRTHES Motivations pour l intégration de SYRTHES dans SALOME Le workflow cible dans SALOME Le module SYRTHES dans SALOME SYRTHES et les autres modules de SALOME Applications industrielles Démonstration

3 SYRTHES Code de thermique et rayonnement en milieu transparent Modélisation de la conduction thermique dans les solides Modèles en 2D, 2D axisymétrique et 3D Méthode des éléments finis sur maillages en triangles (2D), en tétraèdres (3D) Solides à comportement isotropes, orthotropes et anisotropes Conditions aux limites, propriétés physiques et termes sources variables en espace, temps, température,etc... Modélisation du rayonnement thermique en milieu transparent Rayonnement de paroi à paroi Emissivité variable en fonction de la longueur d onde Prise en compte des ombrages Modèles 2D, 2D axi et 3D Modélisation des transferts couplés de masse et de température Modèle à 3 équations sur T, Pv et Pt

4 SYRTHES Les grands domaines d application Transport de combustible Les bâtiments Nucléaire durée de vie, gestion des déchets, nouveaux concepts Pont thermique dans une structure Les matériaux L electricité transport transformateurs alternateurs Champ thermique dans un matériau à inclusions Température dans des câbles électriques enterrés

5 SYRTHES Les modélisations multi-physiques Les couplages : SYRTHES/Code_Saturne, SYRTHES/NEPTUNE_CFD Électromagnétisme thermique : CARMEL3D SYRTHES Les chaînages neutronique thermique : TRIPOLI SYRTHES Thermique mécanique : SYRTHES Code_Aster Neutronique Thermique Mécanique TRIPOLI SYRTHES/Code_Saturne Code_Aster

6 SYRTHES : aspects informatiques SYRTHES c est : un code écrit en C un code entièrement parallélisé des formats de données propriétaires une chaîne d outils pré-traitements : convertisseur de formats de maillages partitionnement pré-traitement des données d entrée (fonctions interprétées) solveur 1.1 milliard de tétraèdres 2048 partitions post-traitements regroupement des résultats partitionnés convertisseur des formats des fichiers de résultats

7 SYRTHES : environnement utilisateur SYRTHES dispose d une IHM en PyQt Édition du fichier de données (.syd) Fenêtre principale Gestion de la chaîne de calcul Exécution du noyau Suivi des calculs Mise en données Suivi du calcul

8 SYRTHES Schéma de principe vu d un utilisateur Créer un cas Réaliser un maillage + syrthes.gui Renseigner les paramètres Physiques et numériques ( Utilitaires de pré-traitements) SYRTHES Mode séquentiel ou parallèle (Utilitaires de post-traitements) Post-traitement (Paraview/Ensight)

9 Motivations pour l intégration de SYRTHES dans SALOME Disposer d une chaîne de calcul intégrée OpenSource CAO, Maillage, Mise en données, calcul, post-processing Apporter une aide graphique à la mise en données Bénéficier des potentialités des autres modules de SALOME Réaliser des études paramétriques automatisées et distribuées (YACS) Réaliser des études d incertitudes (OpenTurns) Faire des calculs multi-physiques intégrés : chaînages, couplages

10 Workflow cible au sein de SALOME GEOM SMESH SYRTHES PARAVIS

11 Le module SYRTHES dans SALOME Bouton pour accéder au module SYRTHES Publication du cas SYRTHES dans l «object browser» Publication du maillage SYRTHES dans SMESH avec mise en correspondance des «groupes» de mailles SALOME et des «références» SYRTHES

12 Des interactions entre SMESH et SYRTHES Pour permettre de définir graphiquement les conditions aux limites les conditions volumiques et les propriétés des matériaux SMESH SYRTHES

13 Module SYRTHES dans SALOME aspects techniques La structure globale de l interface a été améliorée Création de méthodes pour gérer un fonctionnement en autonome ou intégré dans SALOME un module SYRTHES a été généré avec YACSGEN qui simplifie le développement. Il permet de gérer les cas : création, édition encapsuler l IHM SYRTHES publier dans SMESH les maillages SYRTHES des connexions sont développées entre le module SYRTHES et l Object Browser (copier/coller entre SMESH et SYRTHES) les procédures YAMM ont été définies pour compiler et générer le code SYRTHES et son IHM ainsi que le module SYRTHES dans SALOME

14 SYRTHES et les autres modules de SALOME Opérationnels SYRTHES YACS études paramétriques SYRTHES OpenTurns calcul des incertitudes Études paramétriques avec YACS o Projet Gen4 : évacuation de puissance pour un réacteur SFR o Projet HAVL : optimisation thermique du stockage souterrain des déchets radioactifs Calcul d incertitudes avec OpenTurns o Projet GEN4 : évacuation de puissance pour un réacteur SFR. Influence des incertitudes sur les différents paramètres, hiérarchisation de l influence de la variation des paramètres sur les résultats En cours de réalisation Intégration du couplage CARMEL3D / SYRTHES dans SALOME

15 SYRTHES et YACS (1/3) Étude paramétrique de l évacuation de puissance résiduelle d un réacteur SFR via le L évacuation de puissance puits de cuve résiduelle est particulièrement importante pour un réacteur nucléaire puisque même à l arrêt, les assemblages continuent à dispenser une certaine puissance. Fonction assurée principalement par des échangeurs plongés dans la cuve, mais on cherche à investiguer quelle portion pourrait être évacuée par l intermédiaire du puits de cuve

16 SYRTHES et YACS (2/3) Étude paramétrique de l évacuation de puissance résiduelle d un réacteur SFR via le puits de cuve Mise au point d un schéma YACS qui va faire varier les valeurs de l émissivité. 3 étapes : l initialisation des valeurs, le calcul et le post-traitement (récupération du bilan de flux à la paroi du puits de cuve)

17 SYRTHES et YACS (3/3) Étude paramétrique de l évacuation de puissance résiduelle d un réacteur SFR via le puits de cuve Flux évacué selon l émissivité des matériaux Etude paramétrique de 100 calculs SYRTHES Conclusion : le schéma SALOME/YACS automatise le passage des cas. Les calculs s enchaînent automatiquement et sont distribués, etc. Mutualisation Pérennité

18 SYRTHES, YACS, OpenTurns et le JobManager Approche probabiliste Étude de l influence de 4 paramètres : émissivité des cavités interne et externe, coefficients d échange côté cœur et circuit de refroidissement (Lois gaussiennes pour ces 4 coefficients) Schéma YACS faisant appel à OpenTURNS Approche d échantillonnage MonteCarlo sur 5000 échantillons (5000 calculs SYRTHES). Distribution via Salome des calculs, soit sur station calibre7 soit via JobManager sur Ivanoe. REX : Relative facilité d emploi, mutualisation, pérennité, etc Résultat: Densité de probabilité de la puissance résiduelle évacuée Hiérarchisation des incertitudes Incertitude Facteur d importance SRRC Facteurs de corrélation PRCC Eps1 (cavité externe) Eps2 (cavité interne) EDF. No partial distribution of information from this document and no changes are permitted. Reference to the is mandatory when distributed or referenced. Hsod (condition coté cœur)

19 SYRTHES et YACS Etude paramétrique géométrique d un échangeur radiatif. Des centaines de calculs SYRTHES lancés automatiquement par SALOME Flux échangé Flux transféré (en W) Influence de la longueur des ailettes sur le flux échangé Longueur des ailettes Conductivité croissante Longueur des ailettes

20 Conclusion et perspectives SYRTHES dans SALOME, c est aujourd hui un module SYRTHES intégré à SALOME une chaîne Open Source de calcul complète pour la thermique un environnement graphique ergonomique de nouvelles fonctionnalités apportées par les autres modules de SALOME (calculs paramétriques, incertitudes, ) et inversement, la possibilité pour les autres codes/modules d accéder au calcul des champs thermiques via SYRTHES De nouveaux développements viendront encore élargir les champs d application Intégration de CARMEL dans SALOME mise en place du couplage CARMEL3D / SYRTHES Création de nœuds génériques YACS dans le module SYRTHES

21 Contacts Télécharger SYRTHES sur internet Télécharger SALOME Se former à l utilisation de SYRTHES Formation ITECH 1 journée, le 21 mars 2013 Une question?

22 Température de 800 C Coefficient d échange de 1000 W/m2/ C (1) Cas exemple : chauffage de pièces dans un four (2) (Cu) (G) (Cu) (Cu) (3) (G) 3 matériaux : (G) (G) (A) (A) Acier (k=25 W/m/K) four (G) Granite (k=2.2) pièces centrales (Cu) Cuivre (k=390) pièces périphériques Température initiale = 20 C Température imposée à 20 C

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