La simulation aérothermique au service de la sureté

CFD-Numerics a réalisé des simulations aérothermiques pour vérifier la sûreté d’installations électriques.

Dans le cadre des études de sûreté EDF CNEPE (Centre National d’Equipements de de Production d’Electricité) doit vérifier que des conditions de température de type « Grand Froid » ne conduisent pas à un disfonctionnement d’un système de sûreté au niveau de la salle des machines.

Le contexte

EDF-CNEPE doit vérifier que les conditions de fonctionnement des systèmes de sûreté sont assurées suivant différentes agressions. Des études peuvent être menées pour étudier l’impact d’une grosse chaleur (« grand chaud ») ou d’une vague de froid (« grand froid »). Dans le cas du « grand froid », on s’intéresse à l’impact d’une agression de -20°C pendant une semaine.

La problématique

Techniquement, la mise en place de ce type de simulation aérothermiques s’accompagne de nombreuses difficultés. Il faut créer un modèle permettant de décrire correctement le bâtiment avec les composants importants vis-à-vis des objectifs finaux. On s’intéresse principalement aux éléments jouant un rôle d’un point de vue thermique. Mais il faut aussi prêter attention à l’influence des éléments sur les écoulements.

Sur un bâtiment de cette taille, il faut prendre en compte l’influence de l’extérieure et des fuites qui sont à l’origine de la chute de température.

La simulation thermodynamique devait gérer ces termes sources de chaleur au cours du cycle pour décrire au mieux l’ensemble des phénomènes.

La solution

Le projet a donc consisté à simuler un cycle « Grand Froid », soit une température extérieure de -20°C. Cela s’étendait sur une semaine dans un bâtiment de 50 000 m3 comprenant différents systèmes de chauffage. Des salles de différents étages ont aussi été prises en compte.

Pour finir, le plus important a consisté à fournir dans le temps imparti (1 mois par cas) des résultats correspondant à 1 semaine de temps physiques sur des modèles de 25 millions de cellules. Le temps CPU est de 4 jours par cas sur 128 cœurs.

Le résultat

Des simulations aérothermiques du bâtiment en 3D sont maintenant envisageables pour les études de confort et de performance énergétique sur des durées importantes. CFD-Numerics peut proposer ce type de simulation en s’appuyant sur une importante puissance de calcul.

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