neptune_cfd

neptune_cfd est l’extension de code_saturne dédiée à la simulation des écoulements multiphasiques.

Logiciel CFD avancé pour les écoulements diphasiques et multiphasiques

neptune_cfd est le solveur de mécanique des fluides multiphasiques développé sur la base du framework code_saturne. Il peut être utilisé comme solveur autonome ou intégré à la plateforme SALOME, offrant ainsi un environnement complet pour la préparation, l'exécution et l'analyse de calculs CFD multiphasiques.

Développé dans le cadre du projet NEPTUNE, une initiative collaborative de recherche et développement réunissant les principaux acteurs de l'industrie nucléaire française (le CEA, EDF, Framatome et l’IRSN, désormais intégré à l’ASNR), neptune_cfd constitue un outil avancé pour la simulation des écoulements diphasiques complexes dans les applications industrielles et de recherche.

Une approche multiphasique Euler-Euler performante

neptune_cfd repose sur une approche multi-fluides eulérienne, permettant de traiter simultanément plusieurs phases interagissant entre elles.

Cette approche est particulièrement adaptée à la simulation de phénomènes complexes mettant en jeu :

  • des transferts de quantité de mouvement ;
  • des transferts thermiques ;
  • des échanges de masse entre phases ;
  • des changements de phase ;
  • des transitions de régimes d'écoulement.

Grâce à son architecture robuste et extensible, neptune_cfd permet de représenter une large gamme de phénomènes multiphasiques rencontrés dans l'industrie nucléaire, l'énergie, les procédés et la recherche académique.

Capacités de modélisation des écoulements multiphasiques

neptune_cfd permet notamment de simuler :

Écoulements à surface libre

  • écoulements eau-air ;
  • remplissage ou vidange de réservoirs ;
  • mouvements de vagues ;
  • interactions liquide-gaz.

Écoulements dispersés

  • écoulements bouillants ;
  • écoulements à bulles ;
  • écoulements chargés en particules ;
  • écoulements avec gouttelettes dispersées ;
  • séparation et transport de phases.

Écoulements diphasiques complexes

  • régimes stratifiés ;
  • régimes à bouchons ;
  • écoulements annulaire ;
  • transitions entre différents régimes d'écoulement ;
  • phénomènes thermo-hydrauliques nucléaires.

Modèles physiques avancés

neptune_cfd intègre un ensemble complet de lois de fermeture et de modèles physiques pour représenter :

  • les transferts interfacials de masse ;
  • les transferts interfacials de chaleur ;
  • les transferts interfacials de quantité de mouvement ;
  • les forces de portance, de dispersion turbulente et de lubrification pariétale ;
  • la nucléation et l'ébullition ;
  • la condensation ;
  • les phénomènes de changement de phase ;
  • les transitions de régimes multiphasiques.

Ces modèles permettent de reproduire avec précision les mécanismes gouvernant les écoulements diphasiques industriels.

Applications

Les domaines d'application couvrent notamment :

  • la thermo-hydraulique nucléaire ;
  • les générateurs de vapeur ;
  • les circuits de refroidissement ;
  • les écoulements eau-vapeur ;
  • les écoulements eau-air ;
  • les procédés industriels multiphasiques ;
  • les études de sûreté ;
  • la recherche académique en mécanique des fluides.

Disponibilité et licences

Contrairement à code_saturne, distribué en open source, neptune_cfd n'est pas distribué sous licence libre. Des licences d'utilisation peuvent néanmoins être accordées à des organismes tiers dans le cadre d'accords spécifiques.

Pour toute demande de licence ou d'information : neptune-support@edf.fr