Modélisation 3D thermomécanique du refroidissement primaire lors de la coulée continue d'aciers

• Main Author: Henri, Marc
• Language: FRE
• Published: École Nationale Supérieure des Mines de Paris 2009
• Subjects: [SPI:MECA] Engineering Sciences/Mechanics; simulation numérique 3D; éléments finis; coulée continue de l'acier; couplage thermomécanique; remaillage adaptatif; turbulence; méthodes de transport
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00476555; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/47/65/55/PDF/These_marc-henri.pdf

Ce travail porte sur la simulation numérique tridimensionnelle par éléments finis du refroidissement primaire lors de la coulée continue d'aciers via le logiciel THERCAST. L'objectif de cette étude est de modéliser avec précision les régions solides, liquides (et pâteuses) présentes dans une lingotière de coulée continue. Dans ce contexte, la stratégie globale instationnaire est utilisée : le domaine de calcul croît à la vitesse de coulée. Afin de s'affranchir des difficultés liées aux approches purement eulériennes ou langrangiennes, nous proposons une méthode de type Eulérien-Lagrangien-ALE (Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne). La peau solidifiée est modélisée par une loi de comportement élasto-visco-plastique. Une méthode de remaillage adaptatif automatique permet de la représenter finement grâce à un maillage anisotrope très fin dans le sens des gradients de température et de contrainte. Afin de modéliser les écoulements liquides, nous avons implémenter une méthode de transport sur la densité de bulles d'argon, couplée aux équations de Navier-Stokes par le terme de force gravitationnelle. Les effets turbulents sont pris en compte par le modèle k − " standard. Tous ces développements ont été confrontés avec succès à des résultats académiques ou à des benchmarks, bien que la simulation d'une configuration industrielle prenant en compte l'ensemble de ces méthodes et phénoménologies ne soit pas encore à notre portée.