Simulation de l'écoulement au cours du procédé de rotomoulage par la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)

Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) simulation of the flow during rotational molding

¹ Laboratoire d'ingénierie des matériaux (LIM), École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), 151 Bd de l'hôpital, 75013 Paris, France
² Laboratoire de rhéologie, Université Joseph Fourier, Grenoble, France
³ Département de Génie Mécanique, École de Technologie Supérieure, Montréal, Canada
⁴ CEA Le Ripault, DMAT/SCMF/LSTP, BP 16, 37260 Monts, France

Reçu : 10 Juillet 2008
Accepté : 14 Octobre 2008

Résumé

Le rotomoulage réactif des résines époxy/amine met en jeu une cinématique complexe due principalement à la compétition entre deux forces : la force de gravité et les forces de dissipation visqueuse. L'écoulement au cours du rotomoulage est modélisé par celui d'un fluide newtonien à l'intérieur d'un cylindre horizontal en rotation autour de son axe principal. La méthode numérique de type sans maillage "Smoothed Particle Hydrodynamics" (SPH) a été appliquée dans ce cas d'écoulement à surface libre. Cette modélisation du rotomoulage permet de prédire l'écoulement en phase pré gel d'une résine réactive de faible viscosité initiale.

Abstract

The fluid flow during the Reactive Rotational Molding (RRM) is very complex due, mainly, to the competition between two forces: the gravity and the viscosity forces. The fluid flow process is modeled by the flow of a Newtonian fluid in a horizontal cylinder rotating around its main axis. A lagrangien meshless method called Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is applied to simulate the free surface flow under gravity of a reactive fluid. This model allows predicting the flow during the first time laps of reactive rotational molding where viscosity is still low before gelation.