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La simulation numérique en 3 étapes 

1. CAO / Maillage 

Définition du domaine et de la géométrie à étudier. Création d’une discrétisation spatiale : les différents volumes du domaine sont divisés en plusieurs milliers/millions de volumes élémentaires (cellules). Définition des conditions initiales ainsi que des modèles physiques. 

Au final, sûrement l’étape la plus importante et la plus lourde de l’ingénierie en simulation numérique. 

A savoir : De nombreux logiciels proposent des processus automatiques de réparation de CAO et de génération de maillages. Cela permet ainsi de réduire les temps passés par l’ingénieur. Mais cela peut aussi entraîner une baisse de la qualité des résultats, voire des résultats erronés.

 

2. Calcul Parallélisé

C’est l’étape proprement dite du calcul numérique. Elle consiste en l’exécution d’un programme informatique pour la résolution numérique des équations de conservation par une méthode itérative grâce à un schéma numérique de discrétisation. 

Le calcul peut s’effectuer de façon parallèle, sur un grand nombre de cœurs afin de diminuer le temps global du calcul. 

Chaque code de simulation possède des algorithmes de parallélisation plus ou moins performants, ils s’appuient en général sur des librairies MPI (Messages Parsing Interface).

A savoir : L’augmentation des performances n’est pas infiniment proportionnelle au nombre de cœurs. Ainsi, le nombre de cœurs est adapter en fonction de la couche de performance du code de simulation (ou courbe de scalabilité).

 

3. Résultats / Analyses

Cette étape permet de visualiser les résultats, de les analyser et d’interpréter la physique issue des calculs grâce à des visualisations, des coupes ou des animations.

La visualisation permet d’interpréter des champs physiques tels que :

  • Pression, Vitesse, Température, Turbulence
  • Concentration d’espèces, Réactions chimiques
  • Sources de bruits

A savoir : L’interprétation des résultats requière la maîtrise du logiciel d’analyse mais surtout des compétences en physique et des connaissances du produit analysé