Soutenance de thèse de Cynthia Hayek
Cynthia Hayek soutient sa thèse de doctorat en Mathématiques Numériques, Calcul Intensif et Données le 24 novembre 2023
Modélisation et simulation numérique haute-fidélité du procédé Lost Foam
Cynthia Hayek a réalisé sa thèse sous la direction d’Elie Hachem et Rudy Valette de l’équipe CFL. Elle soutient sa thèse de doctorat en Mathématiques Numériques, Calcul Intensif et Données le 24 novembre 2023 devant le jury suivant :
Résumé :
Le procédé de moulage par mousse perdue est une forme de moulage par évaporation utilisé pour fabriquer des pièces automobiles, où un modèle en polystyrène expansé, recouvert d’un matériau réfractaire perméable aux gaz et entouré de sable, est remplacé par un métal liquide chaud qui s’écoule. Lorsque le modèle entre en contact direct avec le métal, il se décompose, formant une couche de décomposition intermédiaire entre le métal et le modèle, qui s’évacue à travers le matériau réfractaire. La simulation numérique d’un tel problème multi-échelle et multi-physique entraîne des coûts de calcul indésirables. Dans cette thèse, nous présentons un modèle rapide et convivial adapté aux topologies industrielles en 3D. La vitesse d’advection a été dérivée en couplant plusieurs phénomènes (transfert de chaleur, changement de phase de la mousse, transfert de masse). Le modèle a ensuite été raffiné en abordant des scénarios où le front de vaporisation est déformé, ce qui se produit lorsqu’une fine couche de vapeur ‘undercut’ se forme près de la paroi. En outre, nous avons étendu le modèle aux situations où le front métallique avance dans une direction opposée à la gravité. Les modèles globaux et locaux ont été résolus numériquement à l’aide de notre bibliothèque d’éléments finis. Divers descripteurs ont été extraits, ce qui a permis de prédire les emplacements potentiels de formation de défauts dans le procédé de coulée.
Mots-clés : Mécanique des fluides numériques CFD, changement de phase, physique des interfaces fluide-solide ou fluide-fluide, Transfert thermique, Milieux poreux
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