Cat-1D est un outil de simulation de problèmes thermiques monodimensionnels et transitoires. Il a été développé par Alain Sarda et Pierre Mousseau, enseignants-chercheurs en thermique à l’IUT de Nantes. L’objectif initial, qui a motivé la réalisation du code de calcul, était d’offrir aux étudiants en Sciences et Génie des Matériaux un outil de simulation permettant d’appréhender des phénomènes thermiques complexes à mettre en évidence expérimentalement.
La spécificité de Cat-1D réside dans son orientation matériaux, c’est-à-dire que les comportements thermiques des systèmes sont pilotés par les propriétés de la matière.
Cat-1D est évolutif par l’intégration de nouveaux phénomènes et de nouveaux modules spécifiques à tel ou tel procédé de mise en forme.
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Cet aspect de CAT-1D est fondamental puisque la fiabilité des résultats d’une simulation est régie dans un premier temps par la justesse et la qualité des conditions aux limites imposées.
On appelle ici conditions aux limites, les conditions thermiques (en températures, en flux ou en conditions convectives) imposées aux frontières externes et internes du domaine de calcul.
Où n peut prendre les valeurs 1, 2 ou 3.
Conditions aux limites externes
Ce sont les conditions qui s’appliquent en x = 0 et x = e.
Les coefficients d’échange h sont dans tous les cas constants au cours du temps. Par contre, les températures extérieures peuvent varier en fonction du temps :
de façon linéaire (rampe) ;
de façon sinusoïdale T (t) = A sin (2πft) ;
de façon quelconque
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Conditions aux limites internes
Il s’agit des conditions aux limites à l’intérieur du domaine, c’est-à-dire aux interfaces entre les différents matériaux. Ces conditions permettent de prendre en compte la qualité des contacts entre les matériaux et son influence sur les flux transferts de chaleur ϕ. Le modèle de CAT-1D est de type résistance thermique de contact Rc (homogène à l’inverse d’un coefficient d’échange).
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Module cycle thermique
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