II.2.2. Maillage
Un maillage est une partition de l'espace ou d'un
domaine en cellules appelées éléments. Le mailleur prend
en entrée la géométrie, c'est-à-dire le fichier
produit par le modeleur géométrique, et fournit en sortie un
maillage. Ceci comprend une information
géométrique sur les sous-volumes et une
information topologique sur la connectivité entre les
éléments. Les maillages non structurés sont sous la forme
d'une liste d'éléments interconnectés. Les formes sont
souvent des triangles ou des quadrilatères en deux dimensions, et des
tétraèdres, des cubes ou des hexaèdres en trois
dimensions. La connectivité d'un élément est la liste de
ses voisins. Un élément possède un voisin par arête
ou par face, selon que le maillage est bi- ou tridimensionnel. Dans le cas des
maillages structurés, la connectivité est par définition
implicite, et donc le maillage se résume à une simple liste de
noeuds.
II.2.2.1. Génération de maillage
La génération du maillage (2D ou 3D) est
une phase très importante dans une analyse CFD, vu l'influence de ses
paramètres sur la solution calculée.
La technique de génération de maillage
peut être résumée sous la forme suivante :
La géométrie doit être
préparée au préalable, avec la définition de tous
les composants de la géométrie fuselage, aile, extrados,
intrados...etc., sous forme de données numériques, fichier CAD
pré-établi ou plutôt sous forme de fichier maillage qu'on
peut importer sous ICEM CFD.
La géométrie qui représente les
différents domaines fluides est décomposée en sous
domaines « maillables ».
Maillages des sous domaines fluides.
La réduction du temps nécessaire à
la génération du maillage est un critère de bonne
maîtrise de l'utilisation des outils CFD.
Figure (II.2) : Exemples de mailles utilisées en
Volumes Finis.
II.2.2.2. Composants du maillage
Les composants sont définis dans un processeur :
Cell = volume de contrôle divisant la géométrie
Le domaine de calcul est défini par un maillage
qui représente le fluide et les faces solides qui
interviennent.
Face = frontière d'une cell
Edge = frontière d'une face
Node = point de maillage
Zone = groupe de noeuds, face et/ou cell
Les conditions limites sont assignées aux faces
zones.
Les d onnées des matériaux et les termes
sources sont assignés aux cell zones.
Figure (II.3) : Composant d'un maillage.
II.2.2.3. Choix du type de maillage
> Maillage structuré (quadra/hexa)
Il est beaucoup plus facile de le générer
en utilisant une géométrie multi bloc. Cette technique consiste
à diviser les domaines de calcul en plusieurs compartiments
de
mailler séparément.
formes géométriques simplifiées et
de les
Les avantages
· Economiq
ue en nombre d'éléments, présente
un nombre inférieur de mailles par rapport à un maillage non
structuré équivalent.
·
Réduit les risques d'erreurs numériques
dues à la diffusion numérique si l'écoulement est
aligné avec le maillage.
Ses inconvénients
· Difficile à générer dans le
cas d'une géométrie complexe.
·
Difficile d'obtenir une bonne qualité de maillage
pour certaines géométries complexes.
·
Dans la majorité des cas, la division du domaine
de calcul est nécessaire pour faciliter sa
génération.
> Maillage non structuré
(tri/tétra.)
Les éléments de ce type de maillage sont
générés arbitrairement sans aucune contrainte quant
à leur disposition.
Ses avantages
· Peut être généré sur
une géométrie complexe tout en gardant une bonne qualité
des éléments.
· Les algorithmes de génération de ce
type de maillage (tri/tétra) sont très automatisés
d'où un gain de calcul énorme.
Ses inconvénients
· Très gourmand en nombre de mailles
comparativement au maillage structuré.
· Engendre des erreurs numériques (diffusion
numérique) qui peuvent être plus importantes si l'on compare avec
le maillage structuré.
Figure (II.4). Exemple de maillage structuré et
non structuré autours d'un profil. [14]
> Maillage hybride
Maillage généré par un
mélange d'éléments de différents types,
triangulaires ou quadrilatéraux en 2D, tétraédriques,
prismatiques, ou pyramidaux en 3D.
Ses avantages
Combine les avantages du maillage structuré et
ceux du maillage non structuré en réduisant les erreurs dues
à la diffusion numérique.
Ses inconvénients
Ce type de maillage demeure encore difficile à
générer notamment dans les endroits de liaison entre le maillage
structuré et le maillage non structuré
| 
