Modélisation tridimensionnelle par éléments finis de la macroségrégation au cours de la solidification d’un alliage binaire

FACHINOTTI, V. D.; BELLET, M.

Niza

Congreso; 16ème Congrès Français de Mécanique; 2003

Association Française de Mécanique

Ce papier présente un modèle numérique tridimensionnel de la résolution couplée des équations de conservation de la quantité de mouvement, de l’énergie, et des espèces chimiques, pour la solidification d’un alliage binaire. La discrétisation spatiale utilise l’élément tétraèdre linéaire, enrichi en « miniélément» P1+/P1 pour la formulation mixte vitesse-pression utilisée en mécanique. A l’état liquide,l’alliage satisfait les équations de Navier-Stokes. L’écoulement de la phase liquide à travers la zonepâteuse est gouverné par la loi de Darcy, dont la perméabilité est définie par le modèle de Carman-Kozeny. La convection thermo-solutale est considérée au moyen de l’approximation de Boussinesq, tandis que la microségrégation satisfait la règle des leviers. La résolution des diverses équations est implantée dans le logiciel THERCAST®, dont on montre une application à la solidification d’une cavité carrée, les résultats étant comparés à ceux de SOLID, logiciel bidimensionnel en volumes finis.