simulation numérique des décanteurs lamellaires à flux croisés
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Simulation numérique Des décanteurs lamellaires à flux croisés. José VAZQUEZ, Antoine MORIN. 1. Objectifs et méthodologie 2. Principe et choix des modèles 3. Résultats des simulations hydrauliques 4. Modélisation du transport solide. 1. 1. Objectifs et méthodologie - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Simulation numérique Des décanteurs lamellaires
à flux croisés
José VAZQUEZ, Antoine MORIN
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
1. Objectifs et méthodologie
2. Principe et choix des modèles
3. Résultats des simulations hydrauliques
4. Modélisation du transport solide
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
11. Objectifs et méthodologie
2. Principe et choix des modèles
3. Résultats des simulations hydrauliques
4. Modélisation du transport solide
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Objectifs
Etudier le comportement hydrodynamique 3D complet des décanteurs, Choisir un modèle de turbulence, les conditions aux limites et un maillage, Modéliser et tester l’efficacité des formes d’entrée et de sortie de l’ouvrage sur l’hydraulique, Modéliser le transport solide.
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Méthodologie de comparaison des modèles
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Maillages 300 000
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Maillages 300 000
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Maillages 300 000
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Maillages 1 500 000
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Maillages 1 500 000
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
21. Objectifs et méthodologie
2. Principe et choix des modèles
3. Résultats des simulations hydrauliques
4. Modélisation du transport solide
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Principe de modélisation
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de RosheimLamellaire : n°1
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Les différentes entrées
Entrée 1 : 1-10 lames
Entrée 5 : 41-50 lames
Fond 1 : 1-10 lames
Fond 5 : 41-50 lames
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Comparaison des modèles
-20,0%
-10,0%
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Entrée lamellaire 1
Maillage 0.3M 1er ordre
Maillage 0.7M 1er ordre
Maillage 0.7M 2ème ordre
Maillage 0.7M p stat
Maillage 1.5M 1er ordre
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de RosheimLamellaire : n°2
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Comparaison des modèles
-30,0%
-20,0%
-10,0%
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
80,0%
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Entrée lamellaire 2
Maillage 798077 1er ordre à terminer
Maillage 798077 1er ordre k-e modifié
Maillage 798077 1er ordre surface libre
Maillage 1p5M 1er ordre
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Différence entre la surface libre et la symétrie
Plan de symétrie au dessus de l’entrée
Surface libre plus basse que l’entrée
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Choix des modèles
Modélisation des décanteurs lamellaires
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31. Objectifs et méthodologie
2. Principe et choix des modèles
3. Résultats des simulations hydrauliques
4. Modélisation du transport solide
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de RosheimLes différents modèles testés
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies avec et
sans déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de RosheimLamellaire : test 1
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 2
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 3
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 4
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Sans déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 5
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Avec déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 6
Modélisation des décanteurs lamellaires
Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte avec déflecteur
Entrée directe avec 8 baies
Avec déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 7
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte avec déflecteur
Entrée directe avec 8 baies
Avec déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Lamellaire : test 8
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Les lignes de courants : test 1Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 2
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 3
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 4
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Sans déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 5
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 8 baies
Avec déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 6
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte avec déflecteur
Entrée directe avec 8 baies
Avec déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 7
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Le bassin de Rosheim
Canal d’entrée
Entrée directe sans canal
d’alimentation
Entrée directe avec 5 baies
Entrée indirecte avec déflecteur
Entrée directe avec 8 baies
Avec déflecteur
Canal de sortie
Sans déversoir
Avec 5 déversoirsde surverse
Avec 1 déversoirde surverse
Les lignes de courants : test 8
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% d’efficacité de chaque groupe de lame
Entrée 1-10
Entrée 41-50
Fond 1-10
Fond 41-50
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Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)
% d’efficacité de chaque groupe de lame / entrée
Négatif : sortantPositif : entrant
-30.00%
-20.00%
-10.00%
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
% p
ar ra
ppor
t au
débi
t d'e
ntré
e
Evolution du débit d'entrée pour tous les tests
Cas 1
Cas 2
Cas 3
Cas 4
Cas 5
Cas 6
Cas 7
Cas 8
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Evolution du débit dans le fond pour chaque test
Négatif : sortantPositif : entrant
-20.00%
-15.00%
-10.00%
-5.00%
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
% p
ar ra
ppor
t au
débi
t d'e
ntré
e
Evolution du débit dans le fond pour tous les cas
Série1
Série2
Série3
Série4
Série5
Série6
Série7
Série8
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Recirculation avec le fondRecirculations avec le fond pour chaque test
-50.00%
-45.00%
-40.00%
-35.00%
-30.00%
-25.00%
-20.00%
-15.00%
-10.00%
-5.00%
0.00%Cas 1 Cas 2 Cas 3 Cas 4 Cas 5 Cas 6 Cas 7 Cas 8
% p
ar ra
ppor
t au
débi
t d'e
ntré
e
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41. Objectifs et méthodologie
2. Principe et choix des modèles
3. Résultats des simulations hydrauliques
4. Modélisation du transport solide
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Répartition granulométrique% passant MO1-Paris
(µm)CO2-Marseille
(µm)CO3-Marseille
(µm)Séparatif
(µm)d20 8 10 20 10d50 25 30 45 35d80 80 110 170 300d90 500 200 500 1200
Répartition granulométrique
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
80.0%
90.0%
100.0%
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Diamètre des particules (µm)
% d
e pa
ssan
t
MO1-Paris
CO3-Marseille
Séparatif
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Résultats pour MO1-Paris
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
80.0%
90.0%
Incomplètes Lames Fond sortie Fond entrée Fond lames Sortie
% de masse pour chaque partie pour MO1-Paris
1050 kg/m3
1200 kg/m3
1400 kg/m3
1700 kg/m3
2200 kg/m3
2650 kg/m3
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Résultats pour CO3-Marseille% de masse pour chaque partie CO3-Marseille
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
80.0%
90.0%
Incomplètes Lames Fond sortie Fond entrée Fond lames Sortie
1050 kg/m31100 kg/m31200 kg/m31400 kg/m31700 kg/m31800 kg/m32200 kg/m3 2650 kg/m3
Modélisation des décanteurs lamellaires
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Résultats en réseau séparatif% de masse pour chaque partie en séparatif
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
80.0%
Incomplètes Lames Fond sortie Fond entrée Fond lames Sortie
1050 kg/m31200 kg/m31450 kg/m3 1700 kg/m32200 kg/m3 2650 kg/m3