SYRTHES en 4 questions

Quel type de code ?

C'est un logiciel de simulation des transferts thermiques dans les solides. Il permet de modéliser en 2D et en 3D  les transferts conductifs et les transferts radiatifs en milieu transparent. Il permet également de prendre en compte les transferts couplés de masse (condensation, évaporation). Il peut être utilisé dans de nombreux domaines : efficacité énergétique dans les bâtiments, électricité (transport, matériels électromagnétiques...), étude des propriétés physiques des matériaux, nucléaire (durée de vie des composants, entreposage/stockage de déchets, transport de combustible...), etc.
 

Pour qui ?

Pour les bureaux d’études, l’ingénierie, les centres de recherche,  les écoles et universités.

À quoi sert-il ?

A réaliser des analyses thermiques de différents composants ou dispositifs, les optimiser, vérifier le respect de critères, s’assurer de leur intégrité.

Un exemple ?

Pour pouvoir analyser la possible détérioration à long terme de câbles électriques qui chauffent par effet Joule, on a calculé la répartition de la température dans les câbles au niveau de leurs passages à travers des cloisons. La structure fine des câbles (brins, gaine, bourrage, etc…) a été modélisée thermiquement  pour une connaissance précise des températures maximales atteintes localement.

Liens de téléchargement

 Contact : syrthes-support@edf.fr

Points techniques

Le code possède-t-il une Interface ?
► Oui, pour la saisie des données d'entrée et le suivi du calcul.
 
Quels types de méthodes sont implémentées dans le code ?
► Méhode des éléments finis pour la conduction.
► Méthode des radiosités pour le rayonnement thermique.
 
De quelles données d'entrée a-t-on besoin ?
► Description de la géométrie via un maillage en triangles (2D) ou tétraèdres (3D).
► Caractéristiques des matériaux.  Conditions aux limites (environnement du composant).
 
Quels types de résultats va-t-on trouver en sortie ?
► Champ de température dans le composant au cours du transitoire thermique ou à l'état stationnaire.

 

Description détaillée

Le logiciel SYRTHES est conçu pour résoudre les problèmes thermiques (conduction et rayonnement en milieu transparent) instationnaires en 2D cartésien, 2D axisymétrique et 3D :

  • Pour la conduction, les propriétés physiques des solides ou les termes sources peuvent varier en fonction du temps, de l'espace et de valeurs locales comme la température.La conductivité peut avoir un comportement isotrope, orthotrope ou anisotrope. Diverses conditions aux limites sont disponibles et peuvent varier en fonction du temps et de valeurs locales : température imposée, flux, échange, résistance de contact, rayonnement infini.
  • Un module de rayonnement de paroi à paroi (milieu transparent) est également disponible en 2D, 2D axi et 3D. Il permet la prise en compte des aspects ombrages de façon automatique en géométrie complexe.
  • Des transferts couplés de masse et de température permet de prendre en compte la porosité des matériaux et les échanges de masse qui s'y développent. Les principales applications étant la prise en compte des échanges d'humidité et d'air dans les composants des enveloppes des bâtiments.

SYRTHES propose une interface "user friendly" qui permet à l'utilisateur de décrire facilement sa configuration de calcul.  En amont, la plate-forme Salomé permettra de réaliser la CAO des composants puis de construire un maillage adapté à la simulation. En aval de SYRTHES, la visualisation graphique des résultats est assurée par différents post-processeurs (Salomé, Paraview, Ensight,...) Les configurations  très complexes ne sont pas oubliées puisque SYRTHES est un code ouvert et les utilisateurs les plus avertis pourront également introduire leurs propres modélisations via des fonctions dédiées. Sur les ordinateurs les plus modestes, SYRTHES pourra simuler des configurations de petites tailles (quelques dizaines de milliers d'éléments) tandis que son haut niveau de parallèlisation lui permettra de résoudre les plus gros problèmes sur des clusters HPC (1 milliard d'éléments et plus).

Illustrations

 

 

  • Conduction
    Thermique
    Rayonnement

    Logiciel

    Éléments finis

Références

C. Péniguel, J.M. Stephan, "Thermalhydraulic and mechanical behaviour of an elbow in presence of a stratified flow", Nureth 5, Salt Lake City, 1992

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C. Péniguel, M. Hecker, "Thermal hydraulic study of a stratified flow in an elbow geometry – Model Super-Nimbus", Nureth 6, Grenoble, 1993

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C. Péniguel, I. Rupp, "A Numerical Method for Thermally Coupled Fluid and Solid Problems. Numerical Methods in Thermal Problems", UK, Swansea, 1993

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C. Péniguel, I. Rupp, "A Finite Element Approach to Simulate General Conduction Problems", 3rd International Conference Heat Tranfer. UK, Southampton,1994

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C. Péniguel, I. Rupp, "A numerical Approach for Thermally Coupled Fluid and Solid Problems in complex geometries", 3rd International Conference Heat Tranfer ,UK, Southampton,1994

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C. Péniguel, I. Rupp, "A numerical approach of coupled heat conduction and enclosure radiation problems", 8th FEMIF, Venise, Italy.1995

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C. Péniguel, I. Rupp, "A Numerical approach of thermal problems coupling fluide solid and radiation in complex geometries", 8th FEMIF, Venise, Italy.1995

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C. Péniguel, I. Rupp, "Coupling heat conduction and radiation phenomena in complex geometries", 10th Int Conference in Numerical Methods in Thermal Problems, Swansea 1997

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C. Péniguel, I. Rupp,"Coupling conduction radiation and convection in complex 2D and 3D problems",10th Int Conference in Numerical Methods in Thermal Problems, Swansea 1997.

 

C. Péniguel, I. Rupp, "Couplage du code de thermique Syrthes et des codes de mécanique des fluides N3S et/ou ESTET", congrès SFT, Renardières, France, 1997

 

C. Péniguel, "Heat tranfer Simulation for industrial applications, needs, limitations and expectations", 2nd Int Conf on Heat and Mass Transfer, Delft, 1997

 

C. Péniguel, I. Rupp,"Coupling conduction radiation and convection using PVM", SaintVenant Symposium, Paris, 1997

 

C. Péniguel, C. Mallez "Numerical study of a thermal transient in a 900 Mwe Nozzle subjected to a severe thermal load", Nureth 8, Japan 1998

 

C. Péniguel, I. Rupp, "Modélisation de quelques aspects thermiques intéressant EDF à l’aide d’une approche numérique", Journées f2AS, Paris, 1999

 

C. Péniguel, I. Rupp , "Numerical approach of a coupled fluid-solid Thermal phenomena, (application to power plant piping systems)", PVP, Boston, 2000

 

Péniguel C. Sakiz M., Benhamadouche S. Stephan J.M. Vindeirinho C., "Presentation of a numerical 3D approach to tackle thermal stripping in a PWR Nuclear T-Junction", PVP 2003, Cleveland, 2003

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S. Benhamadouche, M. Sakiz, C. Péniguel, J.M. Stephan, "Presentation of a new methodology of chained computations using instationnary 3D approaches for the determination of thermal fatigue in a T-junction of a PWR Nuclear Plant", Smirt 2003

 

J.M. Stephan, C. Péniguel, P. Genette, M. Sakiz, T. Pasutto, S. Sezaleniec, "Evaluation of thermal solicitations and stresses in pipings mixing zones", ASME PVP05 Conference Denver, 2005.

 

T. Passuto, C. Péniguel, M. Sakiz, "Chained computations using an unsteady 3D approach for the determination of thermal fatigue in a T-junction of a PWR nuclear plant", ASME PVP05 Denver, 2005

 

T. Passuto, C. Péniguel, M. Sakiz , "Chained computations using an unsteady 3D approach for the determination of thermal fatigue in a T-junction of a PWR nuclear plant", ICAPP 2005, Seoul, Corée

 

C. Péniguel, I. Rupp, N. Ligneau, M Tommy-martin, L. Beloeil, E. Lemaire, "Thermal analysis of a pwr core internal baffle structure". ASME PVP 2006, Vancouver

 

E. Lemaire, N. Ligneau, C. Péniguel, "Exemples de modifications et réparations sur les équipements internes de cuve", SFEN, Paris, 2005

 

T. Duforestel, D. De-Caqueray, C. Péniguel, I. Rupp, C. Ciucasu, J.B. Rieunier, G. Guilbert, J. Gilles, C. Pompeo, S. Kherrouf, "Confort d’été sous toiture, IPBSA", La reunion, 2006

 

C. Péniguel, I. Rupp, F. Archambeau, "Modélisation thermique tridimensionnelle fine d’un réacteur à gaz HTR", Société Française de thermique, Ile des Embiez, 2007

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C. Péniguel, I. Rupp, F. Archambeau, "3D Thermal Simulation of Decay Heat Removal in a HTR Half Geometry", Proc ICAPP 2008, Anaheim, CA USA June 8-12

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I. Rupp, C. Peniguel, "Large scale finite element thermal analysis of bolts of a french PWR core internal baffle structure", NUTHOS-7, Seoul, Korea, October 5-9, 2008

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C. Garzenne, C. Péniguel, I. Rupp , S. Rih , “A finite elements based thermal model for the high level waste geological disposal”, GLOBAL 2009, Paris, France, Sep 6-11, 2009

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C. Péniguel, I. Rupp, C. Garzenne, M. Guillaud, "Analysis of High Level Waste Geological Disposal with the Finite Element and Radiosity Thermal Code SYRTHES", Proc GLOBAL 2009, Paris, France

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I. Rupp, C. Péniguel, "Thermalhydraulic and Conjugate Heat Transfert Analysis of a 1300 MW PWR Core Internal Baffle Structure", ICAPP ‘10 San Diego, CA, USA, June 13-17, 2010

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C. Péniguel, I. Rupp, JP Schneider, "Methodology for a Thermal Analysis of a Proposed SFR Transport Cask with the Thermal Code SYRTHES". Proc ICAPP 2010, San Diego, CA USA,

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C. Péniguel, I. Rupp, S. Rolfo, M. Guillaud, "Thermal Hydraulics and Conjugate Heat Transfer Calculation in a Wire-Wrapped SFR Assembly", Proc ICAPP 2010, San Diego, CA, USA June 13-17

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H. Leroyer, A. Ribes, J. Le Mer, C. Garzenne, C. Péniguel and I. Rupp, "A Calculation Scheme to Optimize the High-Level Waste GeologicalDisposal: an Application to a Transition Scenario from PWR to FR", GLOBAL 2011,Makuhari, Japan, Dec. 11-16, 2011

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I. Rupp, C. Péniguel, H. Leroyer, M. Guillaud, "Thermal analysis of high level waste geological disposal module with the thermal code SYRTHES", ICONE 20 July 30 - August 3, 2012, Anaheim, California, USA

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C. Péniguel, I. Rupp, S. Rolfo,D. Hermouet "Conjugate Heat Transfer Study of a Wire Spacer SFR Fuel Assembly thanks to the Thermal Code SYRTHES", Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Application and Monte Carlo 2013, La cite des sciences et de l’industrie, Paris, France, October 27-31, 2013

 

C. Péniguel, I. Rupp, D. Hermouet, "Conjugate Heat Transfer Study of a Wire Spacer SFR Fuel Assembly with the Thermal Code SYRTHES and the CFD Code Code_Saturne", Proc ICAPP 2014, Charlotte, USA, April 6-9

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A. Bresson, M. Tommy-Martin, I. Rupp, F. Sefta, M.Kostal, E. Losa, Y. Mogami, Y. Takada, S. Ebalard, A. Janet, N. Chapoutier, C. Gosmain, "Heavy Reflector type EPR benchmarking", FONTEVRAUD 9, 17 – 20 September 2018, Avignon, France

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S. Mimouni, C.  Peniguel, "Modelling of sodium boiling flows with Neptune-CFD, CFD4NRS-8, 2020.

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I. Rupp, JM. Bursi, "Delayed Ettringite Formation Thermal Management in Cement Grout for Long-Lived Intermediate-Level Radioactive Waste Conditioning", NUWCEM 2022 – France, Avignon – 2022, May 4-6

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C. Péniguel, "Thermal Study of the Emergency Draining Tank of a Molten Salt Reactor", Proc ICAPP 2023, Gyeongiu, Korea, april 23-27

 

International Journal of Heat and Fluid Flow  (1998): Heat Transfer Simulation for Industrial Applications.

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International Journal of Numerical Methods for Heat and Fluid Flow (Vol 9), 1999: Coupling Heat conduction, Radiation and Convection in complex geometries.

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Revue Générale de Nucléaire (2006):Exemples de modifications et réparations sur les équipements internes de cuve

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Nuclear Engineering and Technology (Vol 38), 2006: Chained computations using an unsteady 3D approach for the determination of the thermal fatigue in a T-junction of a PWR nuclear plant.

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International Journal of Heat and Mass Transfer 196, 2022, T. Duforestel,  I. Oubrahim, R. Belarbi,  H. El Hardouz, M. Colmet Daâge, "Assessment of the water vapor permeability: Effect of the total pressure"

 

 

Guest lectures

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Péniguel C. : Heat transfer and lagrangien approach, Institute of Fluid-Flow Machinery , Gdansk, Poland

Péniguel C. : Ercoftac - Industrial point of view, Louvain, 2001

Péniguel C. : Heat tranfer Simulation for industrial applications, needs, limits and expectations, 2nd Int Conf on Heat and Mass Transfer, Delft, 1997

Péniguel C. : HTGR seminar – Hight temperature gas reactor simulations with Code_Saturne and Syrthes, Manchester, 2006