Modélisation de problèmes multi-physiques couplés dans le domaine de l'aluminium

铝领域多物理耦合问题的建模

• 批准号: RGPIN-2017-04279
• 负责人: Fafard, Mario
• 金额: $ 2.7万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2018-01-01 至 2019-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=650383
• 关键词: Mod; lisation; de; probl; mes

L'élaboration de modèles mathématiques représentant fidèlement le comportement de matériaux dans des situations multiphysiques, i.e. en présence de plusieurs phénomènes qui se superposent, qui entrent en compétition ou qui agissent en toute complicité, est difficile. La nature étant insensible à ces difficultés, ces situations sont courantes et quotidiennes. Historiquement, l'être humain a tendance à simplifier tout en essayant de quantifier l'erreur commise par sa paresse. Pourquoi élaborer des modèles sophistiqués si les moyens technologiques ne permettent pas de mesurer correctement des phénomènes physico-chimiques et de mettre en oeuvre ces modèles pour des applications pratiques? L'évolution technologique des dernières années nous permet maintenant de considérer le comportement des matériaux d'une manière plus fine. Les moyens techniques permettent d'effectuer des mesures fines et les moyens informatiques permettent de faire des calculs impressionnants. Le domaine technologique touché par ce projet est la production de l'aluminium par le procédé dit de Hall-Héroult. Le comportement des matériaux de la cuve de Hall-Héroult est largement affecté par des champs électrique, thermique, mécanique et chimique. Tous ces phénomènes doivent être traités en prenant en compte les interfaces entre les matériaux, les lois d'échange étant affectées par ces discontinuités. Plus spécifiquement, on vise à modéliser les matériaux réfractaires de la cuve et l'électrolyte en prenant en compte le transfert vers les matériaux poreux qui l'entourent. De la même manière il est nécessaire d'élaborer des modèles mathématiques et numériques pour comprendre les mécanismes de migration d'espèces chimiques dans les matériaux réfractaires et de la formation de différents composés qui pourraient affecter le rendement de la cuve d'électrolyse. Ce projet a pour but général d'augmenter la durée de vie des cuves d'électrolyse dont le coût varie de 100k$ à 400k$ par cuve. On vise également à augmenter le rendement énergétique de ce procédé pour diminuer la consommation d'énergie de 14,5 kW-h/kg à 12 kW-h/kg.

数学模型的详细阐述代表了在多种身体情况下的材料行为，即存在叠加的现象，在竞争中或在总体上是困难的。 La nature étant insensible à ces 困难 , ces 情况 sont courantes et quotidiennes 。历史，人类的倾向是简化量词的倾向。复杂模型的设计者是否能够永久地对物理化学现象和应用模型的测量进行测量校正？后期技术的发展需要我们始终考虑到材料的性能以及精细程度。 Les moyens 技术可以实现精细测量，而 les moyens 信息可以实现计算印象。该项目的领域技术接触是 Hall-Héroult 的铝生产过程。 Hall-Héroult 的材质特性极大地影响了电力、热能、机械和化学领域。所有这些现象都与材料之间的接口有关，并且在不连续的情况下会影响到变化。另外，还有特殊规格，用于对 cuve 和 l'électrolyte en prenant en compte le Transfert vers les matériaux poreux qui l'entourent 的材料进行建模。数学模型和数字模型是理解数学和数学模型的必要条件，以了解在材料和材料上的迁移化学原理以及对不同形状的影响的不同组合的形成 电解。该项目是一个全面的增强电解酒生活的通用方案，每杯酒的价格不超过 10 万美元至 40 万美元。在虎钳上，将 14.5 kW-h/kg 的能量减小至 12 kW-h/kg。