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Analyse du transfert de chaleur conjugué avec Ansys CFX
L'ESO a commandé à CADFEM une analyse du transfert de chaleur pour le système de climatisation de l'installation radiotélescopique ALMA au Chili, au moyen d'une simulation.

Analyse de tolérance d'un ancrage de radiotélescope

Secteur: Construction de machines et d’installationsDiscipline: Thermique

L'ESO (European Southern Observatory) a demandé à CADFEM de réaliser une analyse de transfert de chaleur conjuguée pour l'installation du radiotélescope ALMA au Chili. La simulation d'écoulement dans Ansys CFX doit permettre d'optimiser la conception du système de climatisation (HVAC).

Résumé

Tâche

Une certaine température de fonctionnement de la structure de l'observatoire ALMA est essentielle pour la précision absolue des observations astronomiques. Une simulation de flux doit garantir une conception optimale du système de climatisation (HVAC).

Solution

L'écoulement turbulent autour de la cible d'étalonnage provoque un effet de refroidissement de la structure du boîtier. Afin de clarifier cette influence sur l'évolution de la température au niveau de la structure fixe, une analyse de transfert de chaleur conjuguée a été réalisée dans Ansys CFX. Une production de chaleur spécifiée a été prise en compte pour les éléments chauffants du film.

Avantages clients

La simulation de l'interaction entre le champ d'écoulement et la température directement dans une analyse couplée permet d'économiser les coûts de boucles de simulation supplémentaires et donne des résultats fiables.

Détails du projet

TÂCHE

La cible d'étalonnage est installée dans une antenne du projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array). Un flux d'air turbulent est généré au moyen d'un système HVAC (chauffage, ventilation et climatisation). Or, une température de fonctionnement déterminée et constante de la structure est essentielle pour la précision absolue des observations astronomiques. Différents cas de charge ont été réalisés afin de simuler les conditions d'air ambiant et leur influence sur la structure de fonctionnement.


AVANTAGES CLIENT

Habituellement, seul un échange thermique vaguement estimé avec l'environnement (par exemple, des coefficients de convection) est utilisé comme condition limite pour le modèle thermique structurel. La simulation exacte de l'interaction entre le champ d'écoulement et la température directement dans une analyse couplée permet d'économiser les coûts de boucles de simulation supplémentaires et donne des résultats fiables.


Solution

La vitesse du flux d'air est faible dans les zones intérieures de la cible de calibrage. Par conséquent, l'air est fortement réchauffé par les parois extérieures chaudes de l'observatoire. L'écoulement turbulent autour de la cible de calibrage provoque un certain effet de refroidissement de la structure du boîtier. Afin de clarifier cette influence sur l'évolution de la température au niveau de la structure fixe, une analyse de transfert de chaleur conjuguée a été réalisée. Une production de chaleur spécifiée a été prise en compte pour les éléments chauffants du film. Tant le volume de fluide que la structure solide ont dû être modélisés et réticulés. En raison de la symétrie, un demi-modèle a suffi.

Images: © Elektromotorenwerk Grünhain (EMGR)


Head of Business Development

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