Simulation numérique Des décanteurs lamellaires à flux croisés

Modélisation des décanteurs lamellaires

Laboratoire Hydraulique Urbaine (CNRS-ENGEES-IMFS-UDS)

Simulation numérique Des décanteurs lamellaires

à flux croisés

José VAZQUEZ, Antoine MORIN

http://www.hydroconcept.fr/default.asp



1. Objectifs et méthodologie

2. Principe et choix des modèles

3. Résultats des simulations hydrauliques

4. Modélisation du transport solide











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.




Méthodologie de comparaison des modèles




Maillages 300 000




Maillages 300 000




Maillages 300 000




Maillages 1 500 000




Maillages 1 500 000











Principe de modélisation




Le bassin de RosheimLamellaire : n°1




Les différentes entrées

Entrée 1 : 1-10 lames

Entrée 5 : 41-50 lames

Fond 1 : 1-10 lames

Fond 5 : 41-50 lames




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 2ème ordre

Maillage 0.7M p stat





Le bassin de RosheimLamellaire : n°2




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




Différence entre la surface libre et la symétrie

Plan de symétrie au dessus de l’entrée

Surface libre plus basse que l’entrée




Choix des modèles











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




Le bassin de RosheimLamellaire : test 1

Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir






Le bassin de Rosheim

Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 2





Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 3





Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 4





Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Sans déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 5





Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Avec déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 6





Canal d’entrée


d’alimentation


Entrée indirecte avec déflecteur


Avec déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 7





Canal d’entrée


d’alimentation




Avec déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir



Lamellaire : test 8




Les lignes de courants : test 1Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir







Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir



Les lignes de courants : test 2





Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir








Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Canal de sortie

Sans déversoir








Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Sans déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir








Canal d’entrée


d’alimentation



d’alimentation


Avec déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir








Canal d’entrée


d’alimentation




Avec déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir








Canal d’entrée


d’alimentation




Avec déflecteur

Canal de sortie

Sans déversoir







% d’efficacité de chaque groupe de lame

Entrée 1-10

Entrée 41-50

Fond 1-10

Fond 41-50




% 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




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




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











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




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




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%


1050 kg/m31100 kg/m31200 kg/m31400 kg/m31700 kg/m31800 kg/m32200 kg/m3 2650 kg/m3




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%


1050 kg/m31200 kg/m31450 kg/m3 1700 kg/m32200 kg/m3 2650 kg/m3


Documents

Simulation numérique Des décanteurs lamellaires à flux croisés