Activités

MecanicAlp est actif dans :

  • Calcul numérique des structures FEM - Ansys Mechanical
  • Calcul numérique de la mécanique des fluides CFD - Openfoam - Ansys CFX
  • Calcul numérique thermique, structures seules ou fluides-structures -  Ansys Mechanical - Openfoam
  • Calcul numérique du comportement hydraulique transitoire des systèmes - Simsen
  • Analyse de données, traitement du signal - Matlab
  • Conception mécanique, design de solutions - Inventor

Complémentarités des logiciels

Comme bien souvent la meilleure solution ou analyse s'obtient par la combinaison de plusieurs outils. MecanicAlp accorde de l'importance à la pluridisciplinarité et a, pour ce faire, la possibilité de combiner des logiciels performants pour par exemple:
  • Analyser les conséquences d'un incident (Traitement des mesures réalisées, calculs des grandeurs en jeu [Structure ou fluide] estimations des efforts présents au moment de l’incident, estimations des risques).
  • Vérification d’un élément avant son acquisition: Prévision des efforts par analyse du comportement de l'ensemble du système, calculs des efforts sur la fourniture, validation de sa tenue par calcul FEM.
  • Comparaison de plusieurs éléments dans un système complexe.
  • Optimisation de géométrie pour des structures, des éléments conduisant la chaleur ou des composants de machines hydrauliques.
<< Une géométrie d'un composant hydraulique dessiné sur Inventor peut être calculée par CFD sur OpenFOAM pour déterminer ses performances et les composantes de l'écoulement, qui sont ensuite importées dans Ansys Mechanical pour déterminer les contraintes structurelles des éléments. >>
Au-dessus - Roue de turbine Pelton dessinée chez MecanicAlp
Au-dessous - Schéma 3D de l'intérieur d'un local technique - Client : OIKEN / Sogaval SA

Inventor

Le logiciel Inventor développé par Autodesk permet la conception de pièces, leur assemblage et la mise en plan. Les ensembles sont multiples:

  • Hydraulique: Vannes, injecteurs, turbines, pompes, roues, conduites avec bifurcations,...
  • Mécanique : Système de tringlerie, échangeurs de chaleur, structures porteuses,...
Au-dessus : Contraintes dans des éléments hydrauliques. 
Client : Hydro Exploitation SA - Aménagement de Grande Dixence SA

Au-dessous: Contraintes dans les éléments d'une chaîne cinématique
Client : Hydro Exploitation SA - Aménagement de Grande Dixence SA

Ansys Mechanical

Ansys Mechanical est un puissant logiciel de simulation numérique FEM permettant la modélisation et le calcul des ensembles comme par exemple:
  • Éléments sous pression (Conduites, répartiteurs, turbines, pompes, réservoirs,...)
  • Éléments de transmission de forces (Assemblages vissés, goupillés, précontraints,...)
  • Éléments de fixation (Structures porteuses, renforts,...) 


Les analyses permettent de mettre en évidence les zones les plus sollicitées dans le but de :
  • Vérifier leur aptitude au service
  • Adapter les géométries pour en diminuer les contraintes
Des calculs de conduction thermique sont également réalisables sur ce logiciel.
Au dessus : Écoulemnt au travers d'une vanne à ouverture partielle. 
Client : Hydro Exploitation SA - Aménagement de Grande Dixence SA

Au dessous : Écoulement diphasique dans une roue de turbine Pelton

OpenFOAM

OpenFOAM est un logiciel de simulation numérique, principalement destiné à la mécanique des fluides (CFD).
  • Analyses des écoulements autour d'un élément immergé
  • Calcul d'efforts et de champs de pression sur des organes soumis à un écoulement forcé
  • Calcul des champs de pression, vitesse, vorticité,...
  • Caractérisations d'éléments hydrauliques (Injecteurs, diffuseurs, vannes, réducteurs de pression,...)
  • Calcul de répartition d'énergie (Répartiteurs, bifurcations,...)
  • Optimisation des géométries (Diminution d'efforts, diminution des pertes de charge, amélioration de l'uniformité de l'écoulement,...)
  • Comparaison, validation et optimisation de géométrie d’échangeur de chaleur, par résolution d'une équation sur la température. Ces calculs ont cependant des limitations quant à l'exactitude 'absolues' des résultats. Cependant une approche comparative permet généralement d'atteindre les objectifs.

OpenFOAM est un logiciel puissant, open-source, ayant comme importants avantages:
  1. La possibilité de paralléliser les calculs sur un grand nombre de cœurs => diminution des temps de calcul
  2. Rend abordable financièrement les calculs instationnaires (dépendant du temps)


La poursuite d'un calcul stationnaire par une solution instationnaire comporte les avantages suivants:
  • Il n'est généralement pas nécessaire de modifier le maillage
  • L'amplitude des fluctuations peut être estimée (forces, moments, répartitions,...)
  • Mise en évidence de phénomènes parasites inattendus.

MecanicAlp dispose d'une bibliothèque complète de routines permettant de réaliser des calculs CFD avec OpenFOAM de manière performante et respectueuse de l'investissement du client.  


Réponse hydraulique et en fréquence d’un groupe auxiliaire fonctionnant en îlotage

Simsen

Simsen est un logiciel de calcul numérique 1D développé initialement par l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et actuellement commercialisé, maintenu et amélioré par PowerVision Engineering.
Ce logiciel permet de modéliser les systèmes hydrauliques et électriques dans le but d'étudier leurs comportements transitoires.
  • Calcul des coups de bélier
  • Calcul des oscillations de masse entre plusieurs réservoirs
  • Simulations des aménagements hydroélectriques, de réseau d'eau,...
Rendement adimensionnel d'une turbine Pelton à deux injecteurs

Matlab

Matlab est un logiciel permettant le script de routines et d'ainsi traiter rapidement de grandes quantités de données
  • Analyse de données récoltées
  • Analyse de signaux enregistrés, calculs de signaux dérivés et estimations de coûts, profits, volumes, débit, extremum, occurrences, fréquences,...
  • Analyses d'images/vidéos

De plus, Matlab permet de concevoir des modèles numériques de différents systèmes dynamiques:
  • Modélisation thermique de grands éléments/ensembles
  • Modélisation de la dynamique d'un solide soumis à des forces
  • Prévision de comportement d'un système connu.
Au-dessus : Exemple de boucle d'optimisation pour un problème de tenue mécanique.
Au-dessous : Exemple de boucle d'optimisation pour un problème d'écoulement fluide.

Rapidité d'optimisation

La complémentarité des logiciels permet d'effectuer des boucles d'optimisation/modifications rapides, même si le nombre d'itérations est important.
Cette possibilité est particulièrement avantageuse pour les clients souhaitant adapter une géométrie ou tester différentes configurations.
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