manuel KOBRA

KOBRA
un logiciel pour consulter une base de données de ponts thermiques
version 3.0w
© PHYSIBEL
Un logiciel développé pour le compte du CSTC avec le soutien financier de la Région de
Bruxelles Capitale, la Région Flamande et la Région Wallonne.
Manuel KOBRA v3.0w
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A. Introduction .................................................................................................................... 4
A.1. Brève description de KOBRA .................................................................................. 4
A.2. Exigences système .................................................................................................... 4
A.3. Langue de l’interface utilisateur................................................................................. 4
A.4. Structure de fichiers .................................................................................................. 5
A.5. Référence normative ................................................................................................. 5
A.6. Référence logicielle ................................................................................................... 5
B. Données d’entrée............................................................................................................. 6
B.1. Ouvrir un pont thermique prédéfini .......................................................................... 6
B.2. Les ponts thermiques 2D et 3D ................................................................................ 7
B.3. Autres commandes de fichier .................................................................................... 8
B.4. Les Commandes Modifier ......................................................................................... 9
B.5. Visualiser le modèle................................................................................................. 11
B.6. Les commandes de zoom........................................................................................ 12
B.7. Apparence de l’objet ............................................................................................... 13
B.8. Feedback sur une sélection...................................................................................... 13
B.9. La fenêtre Dimensions ............................................................................................ 14
B.10. La fenêtre Couleurs ............................................................................................... 15
B.11. Charger des propriétés de matériaux...................................................................... 16
B.12. Faire une coupe dans un objet............................................................................... 18
C. Calcul et résultats........................................................................................................... 19
C.1. Calcul du système.................................................................................................... 19
C.2. La fenêtre ‘Résultats’.............................................................................................. 20
C.3. Enregistrer les résultats ........................................................................................... 23
D. Sortie graphique ............................................................................................................ 24
D.1. La fenêtre de sortie graphique ................................................................................ 24
D.2. Les commandes Fichier .......................................................................................... 25
D.2.1 Enregistrer un bitmap....................................................................................... 25
D.2.2 Imprimer un bitmap ......................................................................................... 26
D.3. Projections ............................................................................................................. 26
D.4. Commandes Zoom ................................................................................................ 27
D.5. Options de visualisation ......................................................................................... 28
D.6. Préférences............................................................................................................. 32
D.6.1 Portée de température ...................................................................................... 32
D.6.2 Limites de flux de chaleur................................................................................. 32
D.6.3 Incréments de flux de chaleur........................................................................... 33
D.6.4 Type de lignes................................................................................................... 33
E. Sortie texte .................................................................................................................... 35
E.1. La fenêtre Sortie Texte............................................................................................ 35
E.2. Les commandes Fichier .......................................................................................... 36
E.3. Les commandes Modifier........................................................................................ 36
E.4. Les options Affichage ............................................................................................. 36
E.4.1 Les données d’entrée......................................................................................... 36
E.4.2 Résultats ........................................................................................................... 38
E.4.3 Analyse des résultats ......................................................................................... 38
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E.4.4 Les températures dans les nœuds de coin .......................................................... 39
E.5. Préférences ............................................................................................................. 40
E.5.1 Précision des sorties .......................................................................................... 40
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A. Introduction
A.1. Brève description de KOBRA
KOBRA est un logiciel permettant de consulter une base de données de ponts thermiques.
Les dimensions, la conductivité thermique et les conditions aux bords (température
intérieure, température extérieure, coefficients de transfert de chaleur aux surfaces) d’un
modèle de pont thermique prédéfini peuvent être modifiés. Avec ces nouvelles données, un
calcul du transfert de chaleur stationnaire peut être effectué. Les résultats thermiques
recalculés (le facteur de température à la surface intérieure, les coefficients linéique ou
ponctuel de transmission thermique) sont affichés. Le logiciel permet d’obtenir une sortie
détaillée graphique et textuelle des résultats (par exemple les isothermes et les déperditions
de chaleur).
KOBRA est basé sur le logiciel de calcul TRISCO (développé par Physibel) qui permet un
calcul stationnaire du transfert de chaleur à travers un objet tridimensionnel rectangulaire.
TRISCO permet à l’utilisateur de définir la géométrie, les matériaux, les conditions aux bords
et le maillage. Dans KOBRA les détails de construction que l’on peut étudier sont prédéfinis
et l’utilisateur ne peut modifier que les dimensions, le coefficient de conductivité thermique
et les conditions aux bords. Muni d’une base de données bien élaborée de ponts thermiques,
l’utilisateur final dispose d’un outil rapide et précis pour évaluer correctement un pont
thermique, dans lequel il peut modifier un ensemble de paramètres du modèle de détail de
construction pour simuler le détail réel étudié.
Ce document est le manuel du logiciel KOBRA et contient une description de toutes ses
fonctionnalités.
A.2. Exigences système
-
-
KOBRA est un logiciel 32-bit Windows.
512Mb RAM permettent de résoudre un système d’environ 1000000 nœuds. 1 Gb RAM
permet de résoudre un système d’environ 3000000 nœuds. Généralement, KOBRA
utilisera beaucoup moins de mémoire, car la plupart des détails de construction
prédéfinis nécessitent beaucoup moins de nœuds.
KOBRA utilise OpenGL pour les graphiques accélérés par le matériel.
A.3. Langue de l’interface utilisateur
L’interface utilisateur est disponible dans plusieurs langues. Lancez KobraFR.exe afin
d’utiliser le logiciel avec une interface en français. Lancez KobraNL.exe si vous souhaitez
utiliser le logiciel avec une interface en néerlandais.
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A.4. Structure de fichiers
KOBRA installera ou créera les fichiers suivants
Répertoire
…\Physibel\Kobra
…\Physibel\Kobra\Data
…\Physibel\Materials
…\Physibel\Manuals
Ficher
Description
KobraNL.exe
KobraFR.exe
Trisco.prm
le logiciel KOBRA avec une interface en néerlandais
le logiciel KOBRA avec une interface en français
paramètres du logiciel
*.dll, *.pat, *;rgb
*.trc
*.sol
*.bmp
*.doc
*.phm
KobraManual.pdf
les codes de source du logiciel
les fichiers de données KOBRA
les températures calculées aux nœuds
les fichiers export en format bitmap
les fichiers export en format texte
la base de données de matériaux
le manuel KOBRA
A.5. Référence normative
- EN ISO 10211. Thermal bridges in building construction – Heat flows and surface
temperatures – Detailed calculations
A.6. Référence logicielle
TRISCO, un logiciel pour le calcul du transfert de chaleur tridimensionnel dans des objets
rectangulaires. Ce logiciel est développé et distribué par Physibel (site web www.physibel.be)
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B. Données d’entrée
B.1. Ouvrir un pont thermique prédéfini
Démarrez KOBRA et cliquez sur la commande de menu Fichier>Ouvrir….
Sélectionnez le répertoire des fichiers (dans le champ : Look in) et sélectionnez un fichier
avec l’extension .trc, qui est un fichier général de données TRISCO (KOBRA se base sur
TRISCO). En bas de la fenêtre de dialogue Open, une représentation en perspective de la
géométrie des matériaux est affichée.
Si vous cliquez sur le bouton ‘Open’ et le fichier .trc sélectionné est un pont thermique
KOBRA valide (ce qui est vérifié à l’aide d’une clef encryptée dans le fichier .trc), les fenêtres
suivantes s’ouvrent:
- la fenêtre Image qui montre une représentation en perspective du modèle rectangulaire
tridimensionnel du pont thermique. Dans cette fenêtre, on peut faire faire une rotation
au modèle ou on peut faire un zoom en se servant de la souris ou du clavier.
- la fenêtre Dimensions qui contient toutes les distances entre les différentes couches de
matériau selon les axes X, Y et Z. Ces distances peuvent être modifiées.
- la fenêtre Couleurs qui contient toutes les propriétés des matériaux et les conditions
frontières. Elles sont indiquées en différentes couleurs et peuvent être modifiées.
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-
la fenêtre Résultats avec les valeurs des performances thermiques (p.ex. le facteur de
température, les coefficients de transmission thermique) pour le détail consulté.
Quand un champ ayant une influence sur les résultats du calcul thermique est modifié
dans les fenêtres Dimensions ou Couleurs, ces résultats sont effacés. Les résultats sont
mis à jour après qu’un nouveau calcul ait été effectué.
B.2. Les ponts thermiques 2D et 3D
Un pont thermique est appelé 3D (tridimensionnel) quand le flux de chaleur de la condition
limite intérieure vers la condition limite extérieure et donc la distribution de température se
développe en trois dimensions. Ceci est le cas quand il y a des propriétés thermiques
différentes des matériaux (et/ou des conditions frontières) dans les trois directions
principales X, Y et Z.
Un pont thermique est appelé un pont thermique 2D (bidimensionnel) quand le flux de
chaleur de la condition limite intérieure vers la condition limite extérieure se développe en
deux dimensions. Ceci est le cas quand les propriétés des matériaux (et/ou les conditions
frontières) sont différentes dans seulement deux des trois directions principales X, Y et Z.
Ca implique qu’une direction (soit X, soit Y, soit Z) de la géométrie 3D de l’objet n’a qu’une
seule valeur de dimension dans la fenêtre Dimensions. Dans le cas d’un pont thermique 2D
horizontal (comme dans la figure ci-dessus, dans la section précédente), cette dimension
unique est le long de l’axe Z. Dans le cas d’un pont thermique 2D vertical, la dimension
unique suit l’axe X ou Y.
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Les ponts thermiques 2D comme les ponts thermiques 3D sont représentés comme un objet
tridimensionnel dans la fenêtre Image. Les résultats affichés dans la fenêtre Résultats sont
différents pour les ponts thermiques 2D et 3D.
B.3. Autres commandes de fichier
Enregistrer un fichier de données
Afin d’enregistrer un fichier de données après que des modifications aient été effectuées,
utilisez la commande Fichier>Enregistrer (quand vous voulez écraser le fichier existant) ou
Fichier>Enregistrer Sous… (afin d’enregistrer le fichier comme un autre fichier avec un autre
nom de fichier ou dans un autre répertoire). Après un nouveau calcul le fichier de solution
(qui porte le même nom de fichier, mais avec l’extension .sol) est lui-aussi enregistré.
Quand un fichier n’est pas explicitement enregistré après modification, le fichier de données
existant de la base de données de ponts thermiques reste intact.
Naviguer dans les fichiers de données
La commande Fichier>Ouvrir Suivant ouvre le fichier de données suivant du même répertoire.
Après que le dernier fichier de données d’un répertoire ait été ouvert, le premier fichier de
données du même répertoire est chargé.
La commande Fichier>Ouvrir Précédent ouvre le fichier de données précédent du même
répertoire. Après que le premier fichier de données d’un répertoire ait été ouvert, le dernier
fichier de données du même répertoire est chargé.
Ces commandes vous permettent de parcourir rapidement les différents fichiers de données
et leurs résultats dans un même répertoire.
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B.4. Les Commandes Modifier
Modifier les fenêtres
A partir du sous-menu Modifier on peut ouvrir les différentes fenêtres de modification et de
visualisation:
• Fenêtre Image
• Fenêtre Dimensions
• Fenêtre Couleurs
• Fenêtre Résultats
• Fenêtre Coordonnées. Cette fenêtre nous montre les coordonnées absolues de la
grille de calcul. L’unité utilisée est indiquée dans la barre d’état (dans le bas de la
fenêtre d’application de KOBRA). On ne peut pas modifier les données dans cette
fenêtre.
• Fenêtre Réseau. Cette fenêtre nous montre les largeurs de maille pour les trois
dimensions de la grille de calcul. L’unité utilisée est indiquée dans la barre d’état
(dans le bas de la fenêtre d’application de KOBRA). On ne peut pas modifier les
données dans cette fenêtre.
• Fenêtre Couper Objet. Cette fenêtre permet de définir les limites externes (via les
numéros de grille) d’un volume de coupe, qui est appliqué à l’objet visualisé dans la
fenêtre Image. Ceci permet de montrer des plans de coupe au travers de l’objet.
• La boîte de dialogue Titre : dans cette boîte on peut définir le titre (ou des
commentaires) du fichier de données sur lequel on travaille.
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Modifier les champs
Dans chaque fenêtre d’édition (comme montrée dans la figure ci-dessus montrant la fenêtre
Dimensions) on peut reconnaître chaque champ modifiable par la couleur de fond blanche
de la cellule. Une cellule à couleur de fond jaune clair ne peut pas être modifiée (p.ex. dans
la figure ci-dessus : les cellules de la colonne Z sauf la première cellule et les cellules de la
dernière ligne, qui montrent la dimension totale selon les directions X, Y et Z).
La cellule entourée d’un bord en gras est la cellule qu’on peut modifier actuellement.
Choisissez une autre cellule que vous voulez modifier en la cliquant avec votre souris ou à
l’aide des flèches du clavier.
Modifiez la cellule en entrant une nouvelle valeur et terminez en appuyant sur <Enter> afin
d’accepter la nouvelle valeur (ou <Esc> afin de refuser le changement).
Annuler - Rétablir
-
-
Modifier>Annuler
Annule la dernière modification (p.ex. pour annuler une faute)
On peut répéter cette commande afin d’annuler plusieurs modifications précédentes. La
commande ‘Annuler’ n’est plus utilisable après que le fichier ait été enregistré
(Fichier>Enregistrer et Fichier>Enregistrer Sous…) , après que le fichier actuel ait été fermé
(Fichier>Fermer, ou soit Ficher>Ouvrir…, Fichier>Ouvrir Suivant, Fichier>Ouvrir Précédent) ou
après qu’un calcul ait été lancé (Calcul>Calcul du système)
Modifier>Rétablir
Rétablit l’opération précédente qui a été annulée par la commande Modifier>Annuler. En
d’autres mots, ‘Rétablir’ annule ‘Annuler’.
On peut répéter cette commande afin de rétablir plusieurs opérations précédentes qui
ont été annulées.
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B.5. Visualiser le modèle
Sous-menu Image
Le modèle géométrique du pont thermique est représenté dans la fenêtre Image. La vue du
modèle peut être modifiée en utilisant les fonctions d’image. Le mode de visualisation actuel
(soit Rotation, Translation, Zoom Fenêtre, Zoom Avant) et l’apparence actuelle de l’objet
(soit Afficher Matériaux, Afficher Conditions Frontières, ou Afficher Températures) peuvent
être cochés dans le sous-menu Image (voir coche devant les commandes du menu).
Point de vue
Le point de vue de la représentation en perspective peut être pivoté ou translaté (ceci
correspond à un déplacement latéral). Quand on utilise les touches du clavier, il faut d’abord
activer la fenêtre Image. Cliquez sur la barre de titre de la fenêtre Image (afin qu’elle
devienne bleue) ou sélectionnez Modifier>Image (ce qui a le même résultat).
- Image>Rotation.
Active le mode de rotation. La position relative du point de vue est pivotée par rapport au
centre de l’objet en glissant la souris ou en appuyant sur les touches fléchées (gauche, droite,
haut, bas).
- Image>Translation
Active le mode de translation (ce qui n’est possible que quand la vue actuelle est déjà
zoomée). La position relative du point de vue par rapport au centre de l’objet est déplacée
parallèlement au plan de projection en glissant la souris ou en appuyant sur les touches
fléchées.
Définition du mode de bouger
La commande Préférences>Mode de bouger… permet de définir le déplacement relatif du point
de vue et de l’objet. Il y a deux options à effet inverse:
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-
Bouger Objet : déplace la position du point de vue par rapport à l’objet
Bouger Point de Vue : déplace l’objet par rapport au point de vue
Le mode de bouger choisi est enregistré avant de terminer KOBRA (dans le fichier des
paramètres du programme Trisco.prm, qui est chargé automatiquement au démarrage
suivant de KOBRA).
B.6. Les commandes de zoom
- Image>Zoom Fenêtre.
Active le mode ‘Zoom Fenêtre’. Ceci vous permet de dessiner à l’aide de la souris un
rectangle dans la fenêtre Image dont les limites définissent les limites de la fenêtre après
zoom. Appuyez sur <Esc> afin d’annuler le rectangle de zoom (avant de relâcher le bouton
gauche de la souris).
- Image>Zoom Avant
Cette commande active le mode ‘Zoom Avant’. Un clique avec le bouton gauche de la
souris dans la fenêtre Image détermine le point central d’une nouvelle vue en zoom avec un
facteur d’amplification de 50%.
- Image>Zoom Arrière
Cette commande provoque un zoom avec un facteur de désamplification de 200% (ou
rétabli la vue globale lorsqu’on a déjà fait suffisamment de zoom arrière)
- Image>Zoom Total
Montre l’objet dans son entièreté.
- Image>Vue Précédente
Montre la vue de zoom précédente (on ne peut pas retourner à plus d’une vue précédente)
- Image>Zoom Numéros…
Ouvre une fenêtre de dialogue avec les paramètres du zoom actuel. Modifiez les paramètres
afin de modifier la vue. Utilisez de préférence des nombres arrondis pour faciliter la
récupération de la même vue à posteriori.
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B.7. Apparence de l’objet
La ‘texture’ sur les surfaces de l’objet dans la fenêtre Image peut être modifiée :
- Image>Afficher matériaux
Affiche les couleurs des matériaux.
- Image>Afficher Cond. Limites
Affiche les couleurs des conditions limites qui sont actives sur les surfaces de l’objet. Une
condition limite adiabatique est imposée s’il n’y a pas de condition limite explicitement
imposée à une surface. Une condition limite adiabatique implique qu’il n’y a aucun transfert
de chaleur au travers de la surface. Cette condition limite adiabatique implicite est indiquée
en jaune clair sur la surface de l’objet.
- Image> Afficher Températures
Affiche les températures calculées sur l’objet.
Cette option n’est possible que s’il y a une solution calculée de l’objet à disposition. Sinon, il
faut d’abord effectuer un calcul (Calcul>Calcul du système).
Les couleurs de l’échelle de température sont interpolées sur base des valeurs définies dans le
fichier RainbowColor.rgb. Ce fichier est un fichier texte contenant les composantes rouges,
vertes et bleues (valeurs de 0 à 255) correspondant à des températures croissantes. La
légende des couleurs utilisées ne peut être rendue visible que dans la fenêtre de sortie
graphique (Sortie>Sortie Graphique)
L’échelle de températures est déterminé par Image>Portée de Températures….
- Image>Portée de Températures…
Ouvre une boîte de dialogue dans laquelle les paramètres d’une vue de température sont
définis (le second incrément n’est pas d’application ici).
On ne peut sélectionner cette commande que si l’option ‘Afficher Températures’ est active.
B.8. Feedback sur une sélection
L’objet sélectionné dans une fenêtre (fenêtre Dimensions, fenêtre Couleurs, fenêtre
Résultats, fenêtre Coordonnées, fenêtre Réseau) est mis en évidence dans la fenêtre Image
pour montrer sa position. Le contour de la sélection dans la fenêtre Image peut être caché
ou rendu visible en cochant ou décochant le choix Image>Cacher Contour Sélection.
Les figures gauche et droite ci-dessous montrent les deux options : à gauche le contour de
sélection est visible, à droite le contour de sélection est caché, pour un élément de dimension
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selon l’axe Y dans la fenêtre Dimensions. La couleur de mise en évidence de la sélection
reste la même pour les deux options.
La ligne rouge, la ligne verte et la ligne bleue dans la figure à gauche montrent les axes X, Y
et Z.
B.9. La fenêtre Dimensions
La fenêtre Dimensions donne les distances entre les couches de matériaux successives de la
géométrie de l’objet rectangulaire dans les trois dimensions X-, Y- et Z. Chacune des
distances individuelles est mise en évidence dans la fenêtre Image et est modifiable.
La ligne inférieure rapporte les dimensions totales de l’objet.
L’unité des coordonnées (afin de connaitre les longueurs en mètres) est indiquée dans la
barre d’état dans le bas de la fenêtre d’application de KOBRA.
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B.10. La fenêtre Couleurs
La fenêtre Couleurs contient les propriétés thermiques des matériaux (conductivité
thermique) et les conditions limites (températures intérieure et extérieure et coefficients de
transfert de chaleur superficiel). Les différents champs sont (colonnes de gauche à droite)
- Numéro de couleur (entre 0 et 255, pas modifiable), utilisé comme numéro de référence
dans la sortie numérique (Sortie>Sortie Texte)
Valeur de couleur (modifiable), utilisée comme couleur de matériau ou couleur pour les
conditions limites dans la fenêtre Image. La valeur de couleur peut être modifiée en
double cliquant avec le bouton gauche de la souris sur la cellule ou en appuyant sur
<Enter> lorsque la cellule est active. Choisissez une nouvelle couleur dans la boite de
dialogue Couleurs (standard).
-
Nom du matériau ou de la condition limite (modifiable)
Patron du matériau (modifiable), utilisé dans les coupes de la sortie graphique (après
Sortie>Sortie Graphique).
Le patron peut être sélectionné à partir d’une palette de patrons (double cliquez avec le
bouton gauche de la souris ou appuyez sur <Enter>).
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-
-
La conductivité thermique (ou valeur λ, en W/(m.K)), seulement modifiable pour les
matériaux.
Pour les cavités d’air une conductivité thermique équivalente est calculée
automatiquement (selon les paramètres introduits par l’auteur de la base de données et
basés sur les normes, p.ex. EN ISO 10777-2) et affichée (pas modifiable). La
conductivité thermique équivalente dépend des dimensions de la cavité d’air et est
recalculée après chaque modification dans la fenêtre Dimensions.
Condition limite de Température (en °C), modifiable uniquement pour les conditions
aux bords.
Le coefficient global de transfert de chaleur superficiel (en W/(m²K)), uniquement
modifiable pour les conditions aux bords.
Copier les propriétés d’un matériau
Les propriétés d’une ligne (avec un numéro de couleur donné) peuvent être copiées vers une
autre ligne (avec un autre numéro de couleur) en utilisant les commandes Couleurs>Copier
Ligne et Couleurs>Coller Ligne.
B.11. Charger des propriétés de matériaux
Un matériau caractérisé par un certain numéro de couleur peut être remplacé par un autre
matériau de la base de données de matériaux. Toutes les bases de données disponibles sont
stockées dans le répertoire …\Physibel>Materials avec extension de fichier .phm.
Placer la cellule d’entrée active quelque part dans la ligne correspondant avec le numéro de
couleur.
Sélectionnez alors la commande Couleurs>Charger Matériaux… dans le menu.
Dans la boîte de dialogue de la base de données de matériaux:
- Sélectionnez une base de données de matériaux et appuyez sur le bouton Groupe
- Sélectionnez un groupe et appuyez sur le bouton Matériau
- Sélectionnez un matériau (la valeur λ et le patron de matériau correspondants sont
montrés) et appuyez sur OK.
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B.12. Faire une coupe dans un objet
La fenêtre Couper Objet (ouverte avec Modifier>Couper Objet) permet de définir un rectangle
de coupe qui sera appliqué à la vue de l’objet dans la fenêtre Image. Les limites du rectangle
(valeur minimale et maximale selon les directions X, Y et Z) sont exprimées en terme de
numéros de face de grille (entiers à partir de 0) comme montré dans la marge gauche de la
fenêtre Coordonnées ou de la fenêtre Réseau.
Les figures ci-dessous montrent un objet dans lequel une coupe a été effectuée, avec les
paramètres de coupe correspondants.
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Pour remettre à zéro les limites de coupe on peut utiliser la commande Image>Objet total. La
définition d’une coupe de l’objet n’a aucune influence sur le calcul du système. Les calculs
considèrent toujours la totalité de l’objet.
C. Calcul et résultats
C.1. Calcul du système
Commande de Menu : Calcul>Calcul du Système
Un système d’équations est constitué et résolu afin de calculer les températures dans les
nœuds du système issus de la définition de la grille (dans la fenêtre Réseau). Une méthode de
bilan énergétique est utilisée pour les volumes de contrôle autour des nœuds du maillage. La
vitesse de calcul est optimisée (KOBRA utilise la même routine de calcul que le logiciel
TRISCO).
Pendant que les calculs sont effectués (ce qui ne prend en général que quelques secondes)
une fenêtre de contrôle rapportant les paramètres de calcul (p.ex. le nombre de nœuds) est
affichée.
Une fois le calcul terminé, les surfaces de l’objet dans la fenêtre Image sont remplies avec les
températures de surface calculées. L’échelle de couleurs peut être modifiée en utilisant
Image>Portée de Températures … (le second incrément n’a pas d’importance dans ce cadre-ci).
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Quand la fenêtre Image est active (c.-à-d. lorsque la barre de titre est bleue, p.ex.. après la
sélection de la commande Modifier >Image), la température de surface sous le curseur de la
souris est affichée dans la barre d’état (au bas de l’application KOBRA).
C.2. La fenêtre ‘Résultats’
La fenêtre Résultats (Modifier>Résultats) contient les principales grandeurs calculées pour le
pont thermique.
Les distances et les superficies sont calculées sur base de la géométrie.
Les coefficients de transmission thermique (unidimensionnels) des éléments flanquants sont
déterminés sur base de la géométrie, des caractéristiques thermiques des matériaux et des
conditions aux bords.
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Le facteur de température, la déperdition de chaleur et les coefficients de transmission
thermique en surplus/linéique/équivalent sont déterminés à partir de la solution calculée.
La fenêtre Image donne un feedback (si Image>Cacher Contour Sélection n‘est pas sélectionné)
sur la position géométrique des distances et surfaces liées au résultat actuel (dans la fenêtre
Résultats active).
Résultats
Les éléments affichés sont définis dans le fichier .trc (l’utilisateur ne peut pas modifier ce
fichier). Les éléments du résultat sont différents pour les ponts thermiques 3D et 2D (voir le
paragraphe B.2)
Une explication sur l’élément courant du résultat (encadré par une ligne noire épaisse) est
donnée (pour autant que la fenêtre Résultats soit active, c.-à-d. avec une barre de titre bleue)
avec le nom et la formule de calcul dans la barre d’état (dans le bas de la fenêtre d’application
de KOBRA).
Les éléments du résultat possibles sont:
- le facteur de température (à la surface intérieure)
t
−t
f = si , min e [-]
ti − t e
avec ti = la température de la condition limite intérieure [°C], te = la température de la
condition limite extérieure [°C] et tsi,min= la température minimale à la surface intérieure
[°C].
- le flux total de chaleur à travers de l’objet
pour un pont thermique 3D : Q [W]
pour un pont thermique 2D : Q2D [W/m]
- le coefficient de couplage thermique (pour un pont thermique 3D)
Q
[W/K]
Lie =
ti − t e
- le coefficient de couplage thermique (pour un pont thermique 2D)
Q
L2 D = 2 D [W/mK]
ti − t e
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-
-
-
-
-
-
-
Les aires des éléments flanquants (pour un pont thermique 3D)
A1 [m²]
A2 [m²]
A3 [m²]
Feedback dans la fenêtre Image : contour de l’élément flanquant
La longueur des éléments flanquants (pour un pont thermique 2D)
l1 [m]
l2 [m]
l3 [m]
Feedback dans la fenêtre Image: ligne montrant la longueur de l’élément flanquant.
le coefficient de transmission thermique (unidimensionnel) des éléments flanquants
U1 [W/(m².K)]
U2 [W/(m².K)]
U3 [W/(m².K)]
Feedback dans la fenêtre Image : ligne le long de laquelle le coefficient de transmission
thermique est calculé.
le coefficient 2D/3D supplémentaire de transmission thermique (pour un pont
thermique 3D)
Q
dL =
− U1 A1 − U 2 A2 − U 3 A3 [W/K]
ti − t e
Feedback dans la fenêtre Image : contours des éléments flanquants.
le coefficient linéique de transmission thermique (pour un pont thermique 2D)
Q
ψ = 2 D − U1l1 − U 2l2 − U 3l3 [W/(mK)]
ti − t e
Feedback dans la fenêtre Image : contours des éléments flanquants.
le coefficient de transmission thermique équivalent
Q
[W/m²K]
Pour un pont thermique 3D : U eq =
((ti − te )( A1 + A2 + A3 ))
Q2 D
[W/m²K]
Pour un pont thermique 2D : U 2 D =
((ti − te )(l1 + l2 + l3 ))
Feedback dans la fenêtre Image : contours des éléments flanquants.
Le coefficient de transmission thermique équivalent pour le premier élément flanquant
Q
− ( A2U 2 + A3U 3 )
(
ti − t e )
Pour un pont thermique 3D : U elem =
[W/m²K]
A1
Q2 D
− ( A2l2 + A3l3 )
(
ti − t e )
Pour un pont thermique 2D : U elem =
[W/m²K]
l1
Feedback dans la fenêtre Image : contour (3D) ou longueur (2D) du premier élément
flanquant.
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C.3. Enregistrer les résultats
Après avoir effectué un calcul, les données d’entrée (modifiées) et les résultats peuvent être
enregistrés dans un fichier de données avec l’extension .trc en utilisant la commande
Fichier>Enregistrer (afin d’écraser le fichier de données existant) ou Fichier>Enregistrer Sous…
(afin de créer un nouveau fichier de données). Les températures calculées aux nœuds sont
enregistrées dans un fichier avec l’extension .sol (même nom et même répertoire que le .trc
sauf que l’extension est différente)
L’avantage du fichier .sol est que toutes les sorties (p.ex. Image>Afficher Températures) sont
disponibles dès que le fichier .trc correspondant est ré-ouvert sans qu’il faille effectuer un
nouveau calcul.
Vous pouvez effacer les fichiers .sol quand vous voulez libérer de l’espace disque.
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D. Sortie graphique
D.1. La fenêtre de sortie graphique
La sortie graphique vers une imprimante ou un fichier du type bitmap est possible à partir de
la fenêtre Sortie Graphique. Cette fenêtre est ouverte en utilisant la commande Sortie>Sortie
Graphique.
Effectuez d’abord un calcul (Calcul>Calcul du système) afin de disposer de toutes les
possibilités de sortie.
La fenêtre de la sortie graphique occupe toute la fenêtre de l’application KOBRA et dispose
de sa propre barre de menu et de sa propre barre d’outils. Appuyez sur la touche <Esc> ou
choisissez Fichier>Quitter si vous voulez retourner dans la fenêtre principale de KOBRA.
Les couleurs utilisées dans la représentation de l’objet sont plates, c.-à-d. sans ombrage
(dépendant de l’angle entre une face et la direction du point de vue) comme dans la
fenêtre Image. La légende à droite de l’image explique les couleurs de remplissage. Les
blocs d’objet sont visualisés au moyen de lignes de contour de l’objet.
Manuel KOBRA v3.0w
24
D.2. Les commandes Fichier
Sous-menu Fichier
D.2.1 Enregistrer un bitmap
Commande de menu : Fichier>Enregistrer Sous…
Cette opération enregistre la fenêtre actuelle de sortie graphique dans un fichier au format
bitmap (un fichier .bmp, dans un format BMP 256 couleurs non-compressé).
Introduisez le nom du fichier (et le répertoire) dans la boîte de dialogue ‘Save As’.
Après avoir appuyé sur le bouton Save, une deuxième boîte de dialogue s’ouvre où l’on peut
introduire la taille du bitmap (la hauteur et la largeur exprimées en pixels) et la taille souhaitée
des caractères.
Manuel KOBRA v3.0w
25
La taille des caractères est utilisée pour le texte de la légende et devrait être choisie en
relation avec la taille du bitmap. Quand les caractères sont trop grands, une partie du texte
peut disparaître à la limite droite du bitmap.
D.2.2 Imprimer un bitmap
Commande de menu: Fichier>Imprimer…
Cette commande imprime la figure dans la fenêtre actuelle de sortie graphique.
Les couleurs arc-en-ciel
Les couleurs de remplissage pour les isothermes et les isoflux sont définies dans le fichier
RainbowColor.rgb (pour une imprimante en couleur) et RainbowGray.rgb (pour une
imprimante en noir et blanc) dans le répertoire …\Physibel\Kobra. Les fichiers .rgb
contiennent les composantes rouge, vert et bleu (valeurs entre 0 et 255) des couleurs
successives de l’échelle arc-en-ciel, sur base desquelles les couleurs actuelles dans l’échelle de
températures et l’échelle des flux de chaleur de l’image sont interpolées.
D.3. Projections
Sous-menu Projection
-
Sous-menu Couper
Projection>Perspective : la même vue en perspective que dans la fenêtre Image
Projection>Section… : vue en coupe (parallèlement aux plans de coordonnées) à partir de
l’extrémité positive ou négative de l’axe X, Y ou Z (respectivement Xmin, Xmax, Ymin,
Ymax, Zmin, Zmax).
Les plans de coupe sont les plans limites du rectangle de coupe définis par la commande
Couper>Couper Objet…(ou via la fenêtre Couper Objet du menu principal)
Manuel KOBRA v3.0w
26
Les limites du rectangle d’intersection (Xmin, Xmax, Ymin, Ymax, Zmin, Zmax) sont
exprimées en termes de numéros de face de la grille (entiers à partir de 0), exactement
comme dans la fenêtre Couper Objet (voir paragraphe B.12). Ceci signifie que des coupes
au travers de n’importe quel plan de grille sont possibles.
Si aucun plan de coupe ne rencontre l’objet, la vue en coupe correspondante est vide.
Utilisez alors la commande Couper>Objet Total afin de réinitialiser toutes les limites de coupe.
D.4. Commandes Zoom
Sous-menu Zoom
Les commandes de zoom sont identiques à celles du menu principal (voir le paragraphe B.6).
Quand le mode de rotation ou de translation est actif, un mouvement de glissement de la
souris ne fonctionne pas d’une façon dynamique comme c’est le cas dans la fenêtre Image
(parce que la fenêtre de sortie graphique n’utilise pas OpenGL contrairement à la fenêtre
générale).
Un vecteur élastique se dessine et la nouvelle vue de l’objet est donnée après relâchement du
bouton de la souris.
Manuel KOBRA v3.0w
27
D.5. Options de visualisation
Sous-menu Affichage (pont thermique 3D)
Sous-menu affichage (pont thermique 2D)
Une marque en face d’une commande montre que l’option correspondante est activée. La
plupart des commandes (sauf les commandes de remplissage) sont des interrupteurs (avec
un statut on/off). Chaque modification dans les options d’affichage est directement
répercutée dans la vue de l’objet.
-
Affichage>Lignes d’Objet : affiche les lignes de contour de l’objet
Affichage>Lignes du Réseau : affiche le maillage sur les surfaces de l’objet
-
Affichage>Isothermes : affiche les isothermes comme défini par les paramètres de la portée
de températures (voir paragraphe.6.1.)
Cette commande n’est sélectionnable que quand il y a des résultats de calcul disponibles
Manuel KOBRA v3.0w
28
-
-
-
-
-
Affichage>Lignes de flux de chaleur (uniquement pour les objets 2D) : affiche les lignes de
flux de chaleur comme défini dans les paramètres de flux de chaleur (voir le paragraphe
D.6.3)
Cette commande n’est sélectionnable que quand il y a des résultats de calcul disponibles
Affichage>Remplir Matériau : remplit les surfaces de matériau sur base des couleurs de
l’objet.
Affichage>Remplir Patrons : remplit les surfaces des matériaux sur base des patrons de
l’objet (comme définis dans la fenêtre Couleurs)
Cette option est uniquement sélectionnable pour les vues en coupe
(Une représentation en perspective créerait des distorsions visuelles)
Affichage>Remplir Cond. Limites : remplit les surfaces des matériaux sur base des couleurs
pour les conditions aux bords actives (comme défini dans la fenêtre Couleurs)
Si aucune condition au bord de surface n’est active (c.-à-d. une condition au bord
adiabatique implicite est supposée) – la couleur de remplissage est jaune clair.
Affichage>Remplir Températures : remplit les surfaces des matériaux sur base des couleurs
de température définies par les paramètres de la portée de température (voir le
paragraphe D.6.1)
Affichage>Remplir Flux de Chaleur (uniquement pour les objets 3D) : remplit les surfaces
des matériaux sur base des couleurs pour les lignes isoflux définies par les paramètres de
la portée de flux de chaleur (voir le paragraphe D.6.2). Uniquement sélectionnable
lorsqu’une solution de calcul est disponible.
Manuel KOBRA v3.0w
29
-
-
Affichage>Remplir Flux de Chaleur (uniquement pour les objets 2D) : remplit les surfaces
des matériaux en montrant les tubes de flux de chaleur comme défini dans les paramètres
de flux de chaleur (voir le paragraphe D.6.3)
Affichage>Pas Remplir : désactive tous les remplissages
Affichage>Légende : affiche la légende des couleurs d’affichage ou des patrons d’affichage.
Lignes de flux de chaleur (uniquement pour les ponts thermiques 3D)
Les modes d’affichage Afficher>Lignes de flux de chaleur et Afficher>Remplir Flux de chaleur
permettent de visualiser les composants du vecteur local de flux de chaleur (exprimés en
W/m²) orienté perpendiculairement à la surface de l’objet. Quand la différence de
température qui est imposée entre les deux conditions limites est de 1°C, les valeurs U
locales peuvent être affichées sur les parois entre deux conditions limites. L’unité du flux de
chaleur se lit à ce moment comme W/(m².K).
Lignes de flux de chaleur (uniquement pour les ponts thermiques 2D)
Les lignes de flux de chaleur indiquent la direction des vecteurs locaux du flux de chaleur.
La densité des lignes de flux de chaleur est proportionnelle à l’intensité locale du flux de
chaleur. Les isothermes et les lignes de flux de chaleur constituent un réseau orthogonal.
Manuel KOBRA v3.0w
30
Le nombre de lignes de flux de chaleur traversant une ligne multiplié par l’incrément de flux
de chaleur vous donne le flux de chaleur total à travers cette ligne.
Chaque bande de couleur dans la figure des lignes de flux de chaleur correspond à un flux de
chaleur équivalent à l’incrément de flux de chaleur.
Chaque premier incrément de flux de chaleur, il se manifeste une petite différence de
couleur. Chaque second incrément de flux de chaleur, une grande différence de couleur se
manifeste.
Manuel KOBRA v3.0w
31
D.6. Préférences
Sous-menu Préférences
D.6.1 Portée de température
Commande de Menu: Préférences>Portée de températures…
Le second incrément (qui doit être un multiple du premier incrément) n’est utilisé que pour
les lignes isothermes (Affichage>Isothermes).
Conseil.
Il est possible de n’afficher qu’une seule isotherme (p.ex. le point de rosée correspondant à
une humidité relative donnée) en définissant le premier incrément et le second incrément
égaux à la température voulue.
D.6.2 Limites de flux de chaleur
Commande de menu: Préférences>Incréments de Flux de Chaleur…
Le second incrément (qui doit être un multiple du premier incrément) n’est utilisé que pour
les lignes de flux de chaleur (Afficher>Lignes de Flux de Chaleur).
Manuel KOBRA v3.0w
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D.6.3 Incréments de flux de chaleur
Commande de menu : Préférences>Incréments de flux de chaleur…
L’unité des incréments est le watt parce que la profondeur correspondant à la troisième
dimension (qui n’est pas considérée quand un problème 2D est calculé) est aussi considérée
dans la sortie.
D.6.4 Type de lignes
Commande de menu : Préférences>Type de Lignes…
Les champs colorés peuvent être modifiés en double cliquant avec le bouton gauche de la
souris dans le champ de couleur.
Conseil.
Présentez la combinaison d’une image remplie avec des isothermes ou des lignes de flux de
chaleur uniquement tous les seconds incréments en fixant la largeur du premier incrément
égale à 0.
Manuel KOBRA v3.0w
33
Manuel KOBRA v3.0w
34
E. Sortie texte
E.1. La fenêtre Sortie Texte
La fenêtre Sortie Texte permet de générer une sortie texte vers une imprimante ou un
fichier. Cette fenêtre s’ouvre en utilisant la commande Sortie>Sortie Texte.
Effectuez d’abord un calcul (Calcul>Calcul du système) afin d’activer toutes les possibilités de
sortie possibles.
La fenêtre Sortie Texte occupe tout l’écran de l’application KOBRA et dispose de sa propre
barre de menu et de sa propre barre d’outils.
Le texte dans la fenêtre Sortie Texte est modifiable et peut se copier vers le presse-papier de
Windows (voir section E.3)
Afin de retourner dans l’écran principal de KOBRA, choisissez Fichier>Quitter ou appuyez
sur la touche <Esc>.
Manuel KOBRA v3.0w
35
E.2. Les commandes Fichier
Sous-menu Fichier
-
-
-
Fichier>Enregistrer sous…
Enregistre tout le texte représenté dans la fenêtre Sortie Texte actuelle dans un
document Microsoft Word (avec l’extension .doc) sur le disque dur.
Fichier>Imprimer…
Imprime tout le texte représenté dans la fenêtre Sortie Texte actuelle sur une
imprimante.
Fichier>Quitter
Retour dans l’écran KOBRA principal.
E.3. Les commandes Modifier
Sous-menu Modifier
Modifier>Copier
Copie le texte sélectionné (sélectionné avec la souris ou les touches fléchées) vers le pressepapier (afin que vous puissiez le coller dans un éditeur de texte externe).
E.4. Les options Affichage
Sous-menu Affichage
E.4.1 Les données d’entrée
Commande du menu : Affichage>Données
Sortie
- KOBRA nom de fichier de données
- le titre du document (voir la fenêtre de titre)
- Couleurs: toutes les couleurs utilisées avec le nom du matériau ou la condition limite
correspondant(e) et les caractéristiques thermiques liées.
Manuel KOBRA v3.0w
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Dimensions : unité de mesure, les dimensions des couches selon les directions X, Y et Z
Données de la grille : toutes les largeurs de la grille de maillage (utilisées lors de la
résolution du système d’équations) selon les directions X, Y et Z.
Exemple
-
KOBRA - Données
Fichier de données KOBRA: CWIW01.trc
COULEURS
Clr. Nom
1
5
14
22
25
33
44
124
167
201
enduit intérieu
extérieur A
intérieur_B
intérieur A
enduit intérieu
enduit intérieu
maçonnerie de p
maçonnerie briq
isolation 0.04
couche d'air ve
DIMENSIONS
Unité = 0.01 m
X
Y
100.000
98.500
1.500
14.000
1.500
98.500
RESEAU
No.
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
…
211-212
212-213
213-214
214-215
215-216
Somme
X
100.000
100.000
Manuel KOBRA v3.0w
lambda
[W/mK]
0.520
t
h
[°C] [W/m²K]
0.0
20.0
20.0
25.00
7.70
7.70
0.520
0.520
1.030
0.360
0.040
0.281
Z
_
98.500
1.500
14.000
6.000
3.000
9.000
31.500
Y
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
Z
_
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
214.000
163.500
37
E.4.2 Résultats
Commande de menu : Affichage>Résultats
Cette commande n’est possible que quand il y a des résultats de calcul disponibles (c.-à-d.
après que la commande Calcul>Calcul du système ait été sélectionnée ou quand un fichier de
résultats avec une extension .sol est enregistré sur le disque dur)
Sortie
Tous les résultats de calcul tels qu’afficher dans la fenêtre Résultats (voir le paragraphe C.2).
Les symboles et formules de calcul utilisés sont expliqués dans ce paragraphe.
Exemple
KOBRA - Résultats du Calcul
Fichier de données KOBRA: CWIW01.trc
f
Q2D
L2D
l1
U1
psi
Ueq
=
=
=
=
=
=
=
0.938
18.713
0.936
2.140
0.438
-0.002
0.437
W/m
W/(m.K)
m
W/(m².K)
W/(m.K)
W/(m².K)
E.4.3 Analyse des résultats
Commande de menu : Affichage>Analyse
Cette commande n’est possible que quand il y a des résultats de calcul disponibles (c.-à-d.
après que la commande Calcul>Calcul du système ait été sélectionnée ou quand il y a un fichier
de résultats avec une extension .sol enregistré sur le disque dur)
Sortie
- le nom du fichier de données KOBRA
- le nombre des nœuds de calcul
- la liste avec les températures minimale et maximale par couleur (et les coordonnées de
grille X, Y et Z correspondantes)
- la liste avec les flux de chaleur totaux (entrant et sortant) par condition au bord
superficielle
- le facteur de température (voir section C.2)
- le coefficient linéique de transmission thermique, le coefficient 2D/3D de transmission
thermique supplémentaire et/ou les coefficients de transmission thermique équivalents
(voir le paragraphe C.2) avec les formules de calcul
Manuel KOBRA v3.0w
38
Exemple
KOBRA - Analyse du Calcul
Fichier de données KOBRA: CWIW01.trc
Nombre de noeuds = 18952
Clr. Nom
1
5
14
22
25
33
44
124
167
201
enduit intérieu
extérieur A
intérieur_B
intérieur A
enduit intérieu
enduit intérieu
maçonnerie de p
maçonnerie briq
isolation 0.04
couche d'air ve
Clr. Nom
5
14
22
extérieur A
intérieur_B
intérieur A
tmin
[°C]
18.36
0.35
18.75
18.75
18.67
18.36
0.35
14.99
2.03
1.10
X
Y
Z
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
101
108
118
98
115
115
108
108
108
108
101
133
99
99
99
101
133
115
121
124
Fl.entr.
[W]
0.00
9.36
9.36
tmax
[°C]
18.86
0.35
20.00
20.00
20.00
18.86
1.12
20.00
15.20
2.05
X
Y
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
216
117
99
117
216
216
115
216
0
Z
_
99
133
1
1
1
99
124
1
115
121
Fl.sort.
[W]
18.71
0.00
0.00
Facteur de température (EN ISO 10211) = 0.938
hi = 7.70 W/(m².K)
Rsi = 0.13 m².K/W
Coeff. transmission thermique linéique (EN ISO 10211)
psi = (Q/(ti-te) - U1*A1 - U2*A2 - U3*A3)/l = -0.002 W/(m.K)
Coeff. transmission thermique équivalent
Ueq = Q/((ti-te)*(A1+A2+A3)) = 0.437 W/(m².K)
Q = 18.713 W
ti = 20.00°C
te = 0.00°C
U1 = 0.438 W/(m².K)
Xmin=0 Xmax=0 Ymin=0 Ymax=0 Zmin=99 Zmax=133
A1 = 2.14 m²
Xmin=0 Xmax=1 Ymin=0 Ymax=216 Zmin=133 Zmax=133
U2 = 0.000 W/(m².K)
A2 = 0 m²
U3 = 0.000 W/(m².K)
A3 = 0 m²
l = 1 m
E.4.4 Les températures dans les nœuds de coin
Commande de menu : Affichage>Températures Coins
Cette commande n’est disponible que quand il y a des résultats de calcul disponibles (c.-à-d.
après que la commande Calcul>Calcul du système ait été sélectionnée ou quand un fichier de
résultats avec une extension .sol est enregistré sur le disque dur)
Sortie
Pour chaque coin de l’objet : les coordonnées de grille X, Y et Z et la température calculée
pour ce point.
Afficher toutes les températures des nœuds
Voir le fichier .sol (le fichier de résultats enregistré), les lignes commençant avec la lettre N :
température du nœud + coordonnée de grille X, Y et Z.
Manuel KOBRA v3.0w
39
Exemple
KOBRA - Températures des coins
Fichier de données KOBRA: CWIW01.trc
X
Y
Z
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
99
99
117
117
216
216
0
0
99
99
117
117
216
216
99
133
0
99
0
99
99
133
99
133
0
99
0
99
99
133
t
[°C]
18.86
0.35
20.00
18.77
20.00
18.77
18.86
0.35
18.86
0.35
20.00
18.77
20.00
18.77
18.86
0.35
E.5. Préférences
Sous-menu Préférences
E.5.1 Précision des sorties
Menu commande : Préférences>Décimales…
Manuel KOBRA v3.0w
40