Développement d'un solveur 3D pour la simulation physique des écoulements dans les disjoncteurs haute-tension

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Ce projet de recherche propose un développement scientifique visant l'amélioration des modèles de simulation de l'écoulement gazeux dans les disjoncteurs haute-tension. Ces développements formeront les bases de la nouvelle génération d'un logiciel de simulation des disjoncteurs. Cette nouvelle génération vise à doter le partenaire industriel, GE-Grid Solutions, d'un outil numérique unique, adapté à la conception virtuelle des disjoncteurs haute-tension et ayant le potentiel de procurer à GE-Grid Solutions un avantage concurrentiel. Depuis près de 30 ans, l'École Polytechnique collabore avec GE-Grid Solutions au développement d'unenvironnement de type CFD pour la modélisation et la simulation des disjoncteurs haute-tension. Dans sa version actuelle en 2D-axisymétrique, le logiciel développé, appelé MC3, a atteint un niveau de maturité qui en fait l'outil privilégié pour la conception des disjoncteurs haute-tension par GE-Grid Solutions. Le présent programme de recherche vise des améliorations importantes, en développant notamment une version 3D. Le projet comporte un premier axe de recherche qui vise le développement d'algorithmes permettant la simulation multi-physique sur des maillages cartésiens pour des géométries bidimensionnelles axisymétriques ettridimensionnelles en mouvement. Le traitement des géométries mobiles sera réalisé via une approche de type frontière immergée. Un deuxième axe de recherche vise à augmenter l'ordre des approximations numériques, afin de réduire la viscosité numérique pour permettre l'étude de la naissance des instabilités tridimensionnelles de l'arc électrique menant à son extinction. D'un point de vue scientifique, le projet mènera à des avancées significatives qui feront l'objet de mémoires et thèses et qui seront publiées dans les revues scientifiques à l'échelle internationale. Les bénéfices pour l'entreprise seront des outils de simulation plus performants, autant d'un point de vue de leur efficacité que de leur fidélité. Les bénéfices pour le Canada incluent la formation de personnel hautement qualifié capable de développer et d'exploiter les technologies de calcul avancé pour le développement de produits à haute valeur ajoutée.