La modélisation CFD pour le centre de recherche Rio Tinto
Dans la fabrication d’aluminium, la modélisation CFD et la simulation magnéto-hydro-dynamique permettent d’obtenir un traitement global du processus.
Dans la fabrication d’aluminium, la modélisation CFD et la simulation magnéto-hydro-dynamique permettent d’obtenir un traitement global du processus. Le centre de recherche de Rio Tinto (LRF) souhaitait développer une modélisation CFD d’un électrolyseur pour supporter son développement de nouveaux procédés de fabrication d’aluminium.
Le contexte
Le projet a consisté au développement d’une modélisation CFD d’un électrolyseur pour supporter Rio Tinto dans le développement de procédés neufs de fabrication de l’aluminium.
La problématique
L’électrolyse ne représente qu’une partie des phénomènes physiques mis en jeu dans la fabrication de l’aluminium. Il faut tenir compte du système de chauffage induisant des phénomènes magnéto-hydrodynamique. Il est donc nécessaire d’envisager un traitement global de la procédure.
Pour CFD-Numerics, le plus gros défi a été l’application à l’échelle industrielle où la taille géométrique est très importante au regard des échelles des modélisations CFD physiques usuelles. Tout ceci a été notamment complexifié par le couplage des différents codes de calculs.
La solution
CFD-Numerics a eu la charge du développement et de la validation d’une modélisation CFD numérique permettant de décrire le phénomène d’électrolyse c’est-à-dire la création de bulles en fonction de l’intensité de courant.
Cette modélisation CFD a ensuite été couplée à un outil de simulation MHD (magnéto-hydro-dynamique) pour décrire le processus complet d’électrolyse entre les bornes du domaine avec déformation de l’interface bain/aluminium et le suivi des bulles.
Le résultat
La programmation / adaptation des modélisations CFD physiques, réalisée par CFD Numerics, s’est avérée très efficace et a été validée par des essais expérimentaux à petite échelle.
Enfin, un modèle global d’une cuve d’électrolyse industrielle a été mis en place pour étudier l’interaction entre les différents composants et valider la solution envisagée.
Ce type de projet impose une forte collaboration avec divers partenaires et une reconnaissance respective des compétences de chacun.
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