Il s’agit de déterminer les efforts instationnaires s’appliquant sur les manchettes thermiques équipant un réacteur. La difficulté à construire un modèle numérique satisfiable pour assurer une prédiction représentative des sollicitations hydrodynamiques, provient d’une part des caractéristiques géométriques du couvercle et de ses nombreux équipements et d’autre part du mode de fonctionnement à prendre en compte. Compte tenu des spécificités géométriques du dôme et des configurations totalement différentes de ses éléments, la réalisation du modèle numérique de 46 millions d’éléments (allant jusqu’à 95 millions lors des études de sensibilités) s’est appuyée sur une méthodologie de discrétisation spatiale multi-domaine combinant mailles hexaédriques et maillage non structuré. La répartition des nœuds a été également pilotée par l’organisation de l’écoulement pour s’assurer de capturer les principales structures responsables du comportement instationnaire des sollicitations des manchettes, et également réglée pour éviter que ce comportement instationnaire soit pollué par des artefacts numériques provenant des modèles physiques (basculement abusif des schémas convectifs, des fonctions de mélange des modèles de turbulence).
La complexité des conditions limites (nombre et mode de fonctionnement à respecter) a nécessité la mise en œuvre d’une méthode itérative basée sur une condition de pression totale appliquée sur l’ensemble des entrées du système générant le débit global imposé.
Plusieurs études de sensibilité de la solution aux modèles de turbulence ont confirmé l’importance que joue la redistribution des contraintes turbulentes sur le comportement instationnaire de l’écoulement. Une adaptation de la formulation « Curvature-Correction » proposée par Spalart a permis de se limiter à un modèle de turbulence à deux équations pour reproduire un comportement instationnaire cohérent.
Les solutions obtenues ont permis d’expliquer les sollicitations générées par l’écoulement sur les supports des manchettes et ont mis en évidence que la prise en compte de l’écoulement dans les manchettes modifie l’organisation de l’écoulement dans le dôme.
Le modèle a été développé avec les outils ANSYS et résolu avec le code ANSYS_CFX sur 256 cœurs. Ce travail a été réalisé pour l’IRSN en partenariat avec CS-Group.
