[FEA] Amélioration écoulement event sablier

[Arnwald]

Si mes souvenirs sont bons, une simulation de fluide inviscide pose quelques challenges au niveau des arêtes. Le fluide doit changer instantanément de direction, ce qui créé une singularité.

Ce serait ce que tu essaies de réduire?

J'avoue être un peu perdu, la physique des fluides inviscides est très différente des fluides compressibles visqueux, l'air ne se comporte pas comme de l'helium superfluide. Il me semblait que le problème principal des évents résidait dans le décollement des flux, qui créé des vortex se propageant jusqu'au centre du tube.

En laissant les non linéarités et la condition de non-glissement actives, as-tu tenté de calculer le rotationnel pour estimer la vorticité locale?

[Nicolas]

La singularité aux arêtes existe bien oui, vitesse infinie sur un angle à 90°, mais trés local sur un point mathématique strict : la pointe exacte de l'angle à 90°. Dès que tu t'éloignes de quelques fractions de millimètre de l'arête, la vitesse retombe immédiatement à des valeurs normales. De toute façon il n'y a pas d'angle à 90° là.

Le vortex apparaît aux embouchures et tend à se déplacer vers le centre de la veine d'air. Attention de ne pas être trop "scolaire" : même si le fluide parfait est une approximation qui ignore la viscosité, c'est la macro-géométrie qui dicte la dynamique globale. Si le profil est mauvais en fluide parfait avec des pics de vitesse ou des chutes de pression brutales, il sera catastrophique en visqueux avec un décollement immédiat. Le fluide inviscide permet une lisibilité totale pour comparer plusieurs macro-géométrie, c'est son role dans le cas present.

Utiliser juste ça comme un outil de design macro pour "nettoyer les lignes" ne pose pas de souci. Par contre, pour quelqu'un qui a la main sur la matière, la rugosité, l'état de surface, la micro-geometrie, et qui cherche à caractériser cela, oui, comme dans les phase plugs par exemple.

Il suffit de passer de l'un à l'autre en simu pour le voir. Tout dépend de ce sur quoi tu travailles/compare: macro-géométrie, état de surface (micro-géométrie), pertes... C'est juste utiliser le bon outil et le plus révélateur au bon moment en fonction de ce que l'on fait et de ce qeu l'on veut caractériser, sans être pollué par autre choses (lisibilité, comparabilité, "pollution"...).

Le rotationnel y était mais je l'ai enlevé pour les raisons évoquées avant, pour éviter l'amalgame sur les forum avec un flux unidirectionnel constant ce qui n'est pas le cas. En acoustique dans un évent, l'air fait des va-et-vient, donc cartographier uniquement la norme de la vitesse permet de se concentrer purement sur les zones d'accélération, peu importe le sens du flux. C'est une sorte de biais technique volontaire pour éviter un autre biais.

[ASP68]

Les gars, vous pensez à ceux qui comprennent à moitié ???
Nan, c'est cool, continuez, j'essaye d'apprendre des choses !

[Arnwald]

Le fait que l'air fonctionne en "va-et-vient" (flux alternatif) est justement le point central qui me pose un problème de logique avec cette approche.

Par définition, un modèle en fluide parfait (écoulement potentiel) est temporellement et spatialement réversible. Si on inverse le sens du flux, les lignes de courant restent strictement identiques. Dans ce cadre, le logiciel traite l’aspiration et l’expiration de manière totalement symétrique.

Pourtant, dans le monde réel, le comportement de l'air est asymétrique : le flux reste parfaitement collé aux parois lors d'une contraction (effet convergent), mais décroche et entre en cavitation/turbulence dès qu'il subit une expansion (effet divergent). C'est ce décollement géométrique qui génère les vortex. La turbulence naît des non-linéarités, et c'est la viscosité qui dissipe cette énergie cinétique vers les petites échelles en créant de l'entropie. C'est l'origine physique même de la compression de l'évent et du chuffing.

Du coup, si le modèle inviscide est par nature aveugle à cette dissipation et à la dissymétrie du flux alternatif, j'ai du mal à voir comment il peut aider à optimiser une macro-géométrie asymétrique (avec un profil interne différent du profil externe).

En se privant de la modélisation de ces décollements profonds, est-ce qu'on ne prend pas le risque de générer une distorsion harmonique importante (harmoniques paires) ou un effet de pompe dans le monde réel, une fois l'évent mesuré?

[Dagda]

Nicolas m'avait fait un "cours" pour newbies ... j'ai capté beaucoup de chose mais de manière très vulgarisé finalement et je l'ai retransmis dans la vidéo.

Mais là, j'avoue que je ne comprends pas tout, même si, et je pense que les discussions avec Nicolas en sont la cause, j'arrive tout de même à entrevoir, à lire entre les lignes, à commencer la compréhension de ce que vous dites !

[Nicolas]

Le fait que l'air fonctionne en "va-et-vient" (flux alternatif) est justement le point central qui me pose un problème de logique avec cette approche.

Par définition, un modèle en fluide parfait (écoulement potentiel) est temporellement et spatialement réversible. Si on inverse le sens du flux, les lignes de courant restent strictement identiques. Dans ce cadre, le logiciel traite l’aspiration et l’expiration de manière totalement symétrique.

Pourtant, dans le monde réel, le comportement de l'air est asymétrique : le flux reste parfaitement collé aux parois lors d'une contraction (effet convergent), mais décroche et entre en cavitation/turbulence dès qu'il subit une expansion (effet divergent). C'est ce décollement géométrique qui génère les vortex. La turbulence naît des non-linéarités, et c'est la viscosité qui dissipe cette énergie cinétique vers les petites échelles en créant de l'entropie. C'est l'origine physique même de la compression de l'évent et du chuffing.

Du coup, si le modèle inviscide est par nature aveugle à cette dissipation et à la dissymétrie du flux alternatif, j'ai du mal à voir comment il peut aider à optimiser une macro-géométrie asymétrique (avec un profil interne différent du profil externe).

En se privant de la modélisation de ces décollements profonds, est-ce qu'on ne prend pas le risque de générer une distorsion harmonique importante (harmoniques paires) ou un effet de pompe dans le monde réel, une fois l'évent mesuré?

Mais comme le décollement dans le monde réel est déclenché par un gradient de pression trop violent dans le divergent, optimiser ce gradient en fluide parfait permet de supprimer la cause racine du vortex. Le profil lui donne le moins de raisons possibles d'apparaître.

Attention, en non-visqueux on constate aussi l'asymétrie à cause des effets inertiels du fluide.

Heu, je ne me prive de rien... Je montre juste ce qui caractérise le plus visuellement la macro-géométrie en une image.

J'ai aussi la simu CFD instationnaire en régime établi, qui prend bien en compte le visqueux. C'est d'ailleurs à ce moment qu'il est facile de mesurer l'effet de pompe qui est absent sur ce profil. Pareil pour les pertes qui sont trés faibles, qui peuvent être simulé en rajoutant des condition aux couche limite pour simuler de la peinture (aprés ya peinture et peintures), etc...

[Arnwald]

Ce que tu dis là va à l’encontre de la physique des fluides.

J’ai développé des codes de simulation de mécanique quantique par discrétisation de l’opérateur d’évolution (en différences finis) fut un temps, et nous faisions le distinguo strict entre régime transitoire (« instationnaire ») et régime établi. Le premier se décrit par une perturbation dépendante du temps, contrairement au second (une excitation sinusoïdale n’est pas une perturbation transitoire en physique, puisqu’elle présente une périodicité spatiale et/ou temporelle).

J’ai tout de même consulté un ami spécialiste en simulation physique des plasmas pour challenger mes souvenirs dans le domaine, et je n’ai visiblement pas trop perdu. :-)

Mais peut-être que nous nous trompons tous les deux, comment peut-on parler de stabilité sans inclure les termes responsables de l’instabilité?

[Dagda]

Ils vont finir par nous pondre un article scientifique les deux là

D.

[Sensunda]

Effectivement les échanges sont "techniques" ...

Mais le constat sur les résultats vont dans le sens d'une amélioration claire et nette, que ce soit sur la baisse de compression et la baisse de résonances parasites.

Est-ce qu'il y a eu des variables misent de côté consciemment ou non, difficile à dire, mais visiblement à la vue des mesures elles n'étaient certainement pas primordiales, non ?

[Nicolas]

Ce que tu dis là va à l’encontre de la physique des fluides.

J’ai développé des codes de simulation de mécanique quantique par discrétisation de l’opérateur d’évolution (en différences finis) fut un temps, et nous faisions le distinguo strict entre régime transitoire (« instationnaire ») et régime établi. Le premier se décrit par une perturbation dépendante du temps, contrairement au second (une excitation sinusoïdale n’est pas une perturbation transitoire en physique, puisqu’elle présente une périodicité spatiale et/ou temporelle).

J’ai tout de même consulté un ami spécialiste en simulation physique des plasmas pour challenger mes souvenirs dans le domaine, et je n’ai visiblement pas trop perdu. :-)

Mais peut-être que nous nous trompons tous les deux, comment peut-on parler de stabilité sans inclure les termes responsables de l’instabilité?

Mais encore une fois, tu continues à argumenter contre les limites du modèle inviscide alors que ça fait plusieurs messages que j'explique qu'il n'est pas utilisé seul.

La visu montrée ici sert uniquement à comparer rapidement les macro-géométries. Les phénomènes que tu cites (décollement, vortex, effet de pompe, pertes, asymétries) ont été regardés avec d'autres simulations incluant justement les termes physiques concernés, ça fais bien 3 messages que je m'évertue à le dire.

J'ai fait du linéaire en régime périodique établi, du linéaire transitoire, du non-linéaire transitoire, du non-linéaire en régime périodique établi, ainsi que du CFD visqueux.
De l'oscillatoire comme si on avait une membrane qui oscille à 40hz pour les non initiés, à different SPL...
Donc oui, les mécanismes dont tu parles ont bien été étudiés.

J'ai l'impression qu'on tourne en rond depuis plusieurs messages parce que tu continues à lire pour répondre comme si cette visualisation était l'unique étude réalisée alors que j'ai déjà précisé à plusieurs reprises que ce n'était pas le cas.

Les résultats ont ensuite été vérifiés expérimentalement par Dylan.

Je ne vais pas continuer à expliquer inlassablement ce que j'ai fait advitam donc on va donc s'arrêter là.

@Sensunda non rien n'a été mis de coté mais apparement il aurait fallu

[Dagda]

Mais sinon, vous voulez pas vous faire une visio pour discuter directement et nous faire un compte rendu ?

Parce que vu de ma fenêtre, j'ai l'impression de voir des mecs qui disent plus ou moins la même chose (a priori non) mais que la barrière du clavier et de l'écran bloque la communication directe pour comprendre plus rapidement ... ?

C'est quand même un grand classique sur les forums

D.

[Tonipe]

Je fais une parenthèse, sur un message, à ma non participation à tous les forums depuis les fêtes.

Pour les simulations, je n'ai pas la compétence pour choisir la bonne hypothèse de calcul.
Par contre si vous preniez le même évent, que chacun le calcule suivant son hypothèse, les résultats en images seront moins indigeste.
C'est une idée de méthode.

J'ai retenu des évents "sablier", qu'ils étaient à simuler à chaque fois, et qu'il n'y avait pas de généralisation possible.
La conséquence est que c'est un type d'évent inutilisable pour la majeure partie d'entre nous.
C'est dommage...
La simulation permet d'avoir un résultat "parfait".

Faisons l'hypothèse que l'on puisse généraliser un évent "sablier" moins parfait, mais meilleurs que nos évents tubulaires.
Nous serions nombreux à les utiliser.
J'ai regardé et calculé un évent sablier, équivalent à un évent tubulaire sur le critère de la masse acoustique.
Il y a un outil de calcul pour cela : https://dome-acoustique.fr/php/brevent.php#sablier c'est un lien direct.

Que faut-il en penser ?

[Nicolas]

Cet event n'a plus grand chose à voir avec un event "sablier" classique, comme indiqué post 1 (bon qui date un peu, il y a plus d'infos sur mon site) et sur la page du produit ( https://audiohorn.net/port/hourglass/ ), il n'est pas symetrique d'avant arriere et n'a aucune vocation au DIY.

Il n'y a pas differente d'hypothèse de calcul en FEA c'est de la physique, pas un calcul qui donne un résultat finit direct, c'est même tout l'objet de l'etude, basé sur les lois de la physique (qui sont les même pour tous)

[Dagda]

Bonjour Dominique.

C'est bien de faire circuler l'information

Pour répondre à ton interrogation.

L'évent sablier 1ère version (le vert dans les vidéos) est en effet un calcul assez simple et tu as fait une petite calculette sur ton site en prenant les informations présente ici.
Ce n'est pas une nouveauté ceci dit puisque c'est connu depuis le début des années 2000.
Ici c'est Nicolas de Audiohorn qui a juste été un chouilla plus loin pour donner une formule "simple" permettant de calculer l'accord de l'évent en partant d'un évent rond classique et de ses dimensions.

Wakup réalise ce type d'évents depuis un moment en bois et je ne pense pas que ce soit le seul à le faire.
Maintenant avec les imprimantes 3D on peut y avoir accès plus facilement.

La version proposé sur le site Audiohorn est une version entièrement optimisé FEA et comme dit dans la vidéo, et comme tu le soulignes, il n'est pas possible de faire autrement, puisqu'il faut simuler l'évent pour chaque cas.

Faisons l'hypothèse que l'on puisse généraliser un évent "sablier" moins parfait, mais meilleurs que nos évents tubulaires.
Nous serions nombreux à les utiliser.

Du coup, avec ce qui a été dit, mesuré et montré en vidéo, ce n'est plus du tout une hypothèse ... Depuis 2002 d'ailleurs

Concernant son utilisation. D'un point vu industriel, c'est possible mais ça implique de faire un moule spécifique ... et en 2 morceaux minimum... Peu probable.
Pour le particulier, bah, impression 3D (c'est ce que j'ai fait pour le premier) ou des rondelles de bois avec un peu de travail aux ciseaux et au ponçage !

D.