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.
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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.

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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.
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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.

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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
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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.

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