Modélisation et simulation de l’écoulement de l’alliage Aluminium silicium Al-Si 13

Abstract

Conclusion générale Le but de ce travail était de faire une modélisation mathématique et une simulation numérique liées aux problèmes de transfert thermique dans le cas des écoulements des métaux en fonderie. Un modèle mathématique a été proposé qui régit le transfert thermique eu régime établit pour le cas de deux dimensions sans génération de chaleur et avec changement de phase. Les résultats obtenus par la MDF et le code MATLAB nous apparait coïncident avec ceux obtenus par la simulation numérique en utilisions FLUENT. Ce qui nous va permettre de valider le model proposé. Introduction générale

Le terme fonderie définit aussi bien les installations métallurgiques dans lesquelles on fond lesmétaux et où on les coule dans des moules pour leur donner la forme des objets à fabriquer [1].Comme pour les autres industries, le développement de produits pour la fonderie a dû répondre au triptyque : augmentation de la productivité, baisse des coûts, contrôle de laqualité [2].

Le moulage est un procédé de mise en forme qui permet de produire rapidement et à bas prix despièces de géométries complexes [3].

L'aluminium et ses alliages sont utilisés dans la plupart dessecteurs de pointe en passant par l'automobile, le bâtiment, l'industrie lourde. Ils ont contribué au développement desecteurs entiers tel que l'aéronautique.Cet emploi généralisé del'aluminium et de ses alliages résulte de leurs propriétésmécaniques, physiques et électriques [4].

Au cours des deux dernières décennies, la modélisation et la simulation numérique des phénomènesde changement de phase liquide/solide a été un sujet stratégique de recherche grâce àson vaste champ d’application dans les différents domaines industriels et médicaux,comme le domaine d’élaboration des matériaux [5].

L’objectif de ce travail consiste à modéliser et simuler l’écoulement de l’alliage à base d’aluminium Al-Si (13%) dans un moule. La méthode des différences finies est considérée comme la méthode la plus utilisée pour résoudre les équations différentielles relatives à la conductivité thermique.Dans ce travail on a utilisé cetteméthode pour modéliser et obtenir la solution numérique des équations différentielles du transfert de la chaleur pendant la solidification de cet alliage avec le code MATLAB. Pour la simulation du modèle étudié on a utilisé le compilateur FLUENT qui nous a permettre de connaitre les différent paramètres telle que la température de solidification.

Dans un premier volet, nous présentons une synthèse des données sur le moulage d’aluminium et sur l’alliage d’Al-Si (13%). Dans le second nous présentons les modèles mathématiques et numériques utilisés dans le cadre de l’investigation. Les résultats et l’interprétation seront traités dans le dernier volet.