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Thèse soutenue

Modélisation numérique du remplissage des moules de fonderie par la méthode des éléments finis

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Auteur / Autrice : Dong Ming Gao
Direction : Gouri Dhatt
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides et des structures
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Le thème de ce travail est la modélisation numérique du remplissage des moules de fonderie par la méthode des éléments finis. Le but de cette étude est de construire un modèle numérique destiné aux ingénieurs de fonderie leur permettant un contrôle du procédé de façon plus scientifique. Le procédé de remplissage implique plusieurs phénomènes physiques (écoulement du métal liquide, transfert thermique et avancement du front), ce qui est très complexe au niveau de la simulation numérique. La résolution du système non linéaire (Équations Navier-Stokes) pour le modèle d'écoulement est effectuée à l'aide de la méthode de Newton-Raphson. L'avancement du front est simulé par une équation de type pseudo-concentration (hyperbolique) qui fait intervenir une très forte instabilité. Nous présentons une technique de lissage afin d'assurer une précision suffisante pour l'avancement de front. Des exemples sont présentés pour valider le modèle de l'avancement du front. Pour obtenir le profil de température une équation d'équilibre thermique est utilisée dans le modèle développé. Nous introduisons la méthode Taylor-Galerkin dans le calcul thermique dans le but d'éviter les oscillations numériques qui se produisent dans le cas où la convection devient dominante. Plusieurs exemples de remplissage sont présentés dans cette étude.