Projets : Poche de Coulée Brassée par Gaz

L’objectif de cette étude est de modéliser l’interaction entre l’acier et le laitier, de calculer le coefficient de transfert de masse acier/laitier, et de prédire le débit de gaz critique marquant une transition dans le mécanisme de transfert de masse.

Les simulations initiales ont été réalisées sur la base d’un modèle eau/huile de la poche de coulée. Un solveur multiphasique incompressible avec un algorithme de suivi d’interface de type Volume-of-Fluid (VoF) a été utilisé. Un affinement de maillage dynamique a été appliqué aux interfaces eau/huile et eau/air pour une prédiction précise de la contrainte de cisaillement. Afin de réduire les temps de calcul, nous avons d’abord testé l’équilibrage de charge (load balancing), avant de privilégier une décomposition de maillage pondérée, plus stable.

À l’échelle industrielle, il est nécessaire de prendre en compte la compressibilité du gaz, la pression ferrostatique étant particulièrement élevée. Les simulations présentent une excellente concordance concernant la forme et la taille de « l’œil » (open-eye). Le débit critique est calculé par un ajustement linéaire du coefficient de transfert de masse en fonction du débit de gaz.

Les principaux résultats de cette étude ont été présentés lors de la 15ème Conférence Internationale sur les Applications Industrielles de la CFD (CFD 2024, https://www.sintef.no/projectweb/cfd2024/) et publiés dans les actes de la conférence.