Développement du parallélisme des méthodes numériques adaptatives pour un code industriel de simulation en mécanique des fluides

Développement du parallélisme des méthodes numériques adaptatives pour un code industriel de simulation en mécanique des fluides PDF Author: Eli Laucoin
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Languages : fr
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Les méthodes numériques adaptatives constituent un outil de choix pour assurer la pertinence et l'efficacité de la résolution numérique d'équations aux dérivées partielles. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la conception, l'implémentation, et la validation d'une telle méthode au sein d'une plate-forme industrielle de simulation en thermo-hydraulique. Du point de vue géométrique, la méthode proposée permet de prendre en compte tant le raffinement du maillage que son déraffinement, tout en garantissant la qualité des éléments qui le compose. Du point de vue numérique, nous utilisons le formalisme des éléments joints pour étendre la méthode des Volumes-Éléments Finis proposée par la plate-forme Trio-U et traiter convenablement les maillages non conformes générés par la procédure d'adaptation. Enfin, l'implémentation proposée repose sur les concepts des méthodes de décomposition de domaine, afin d'en garantir le bon comportement dan un contexte d'exécution parallèle.

Développement du parallélisme des méthodes numériques adaptatives pour un code industriel de simulation en mécanique des fluides

Développement du parallélisme des méthodes numériques adaptatives pour un code industriel de simulation en mécanique des fluides PDF Author: Eli Laucoin
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Les méthodes numériques adaptatives constituent un outil de choix pour assurer la pertinence et l'efficacité de la résolution numérique d'équations aux dérivées partielles. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la conception, l'implémentation, et la validation d'une telle méthode au sein d'une plate-forme industrielle de simulation en thermo-hydraulique. Du point de vue géométrique, la méthode proposée permet de prendre en compte tant le raffinement du maillage que son déraffinement, tout en garantissant la qualité des éléments qui le compose. Du point de vue numérique, nous utilisons le formalisme des éléments joints pour étendre la méthode des Volumes-Éléments Finis proposée par la plate-forme Trio-U et traiter convenablement les maillages non conformes générés par la procédure d'adaptation. Enfin, l'implémentation proposée repose sur les concepts des méthodes de décomposition de domaine, afin d'en garantir le bon comportement dan un contexte d'exécution parallèle.

Développement du parallélisme des méthodes numériques adaptatives pour un code industriel de simulation en mécanique des fluides

Développement du parallélisme des méthodes numériques adaptatives pour un code industriel de simulation en mécanique des fluides PDF Author: Eli Laucoin
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Pages : 168

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Les méthodes numériques adaptatives constituent un outil de choix pour assurer la pertinence et l'efficacité de la résolution numérique d'équations aux dérivées partielles. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la conception, l'implémentation, et la validation d'une telle méthode au sein d'une plate-forme industrielle de simulation en thermo-hydraulique. Du point de vue géométrique, la méthode proposée permet de prendre en compte tant le raffinement du maillage que son déraffinement, tout en garantissant la qualité des éléments qui le compose. Du point de vue numérique, nous utilisons le formalisme des éléments joints pour étendre la méthode des Volumes-Éléments Finis proposée par la plate-forme Trio-U et traiter convenablement les maillages non conformes générés par la procédure d'adaptation. Enfin, l'implémentation proposée repose sur les concepts des méthodes de décomposition de domaine, afin d'en garantir le bon comportement dan un contexte d'exécution parallèle.

Simulation numérique en mécanique des fluides. 2e édition

Simulation numérique en mécanique des fluides. 2e édition PDF Author: Philippe Traoré
Publisher: Éditions Cépaduès
ISBN: 2364939097
Category : Science
Languages : fr
Pages : 11

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Book Description
L’objectif de cet ouvrage est de décrire les fondements théoriques de la méthode des volumes finis qui est aujourd’hui reconnue, à bien des égards, comme étant la méthode de choix pour la simulation numérique en mécanique des fluides. Il s’adresse principalement aux étudiants de master ou d’écoles d’ingénieurs qui souhaitent s’initier aux principes de la simulation numérique en mécanique des fluides basée sur la méthode des volumes finis. Après une introduction sur l’essor et les enjeux de la simulation numérique, les équations de conservation en mécanique des fluides sont rappelées. L’ouvrage introduit ensuite les concepts de base de la méthode des volumes finis et aborde la notion de maillage (maillage structuré, multibloc, non-structuré, non-conforme,…). L’équation de transport d’une quantité scalaire est utilisée comme équation modèle et la discrétisation de chacun de ses termes (terme temporel, terme diffusif, terme convectif et terme source ou puits) est détaillée. Une attention particulière est portée sur les notions fondamentales comme l’ordre de précision, la stabilité et la convergence des schémas numériques. La discrétisation des équations de Navier-Stokes incompressibles en variables primitives est ensuite abordée en détail. Un chapitre spécifique est consacré à l’implémentation des différents types de conditions aux limites. Ce Tome 1, résolument axé sur la mise en œuvre pratique de la méthode des volumes finis dans des géométries simples, est une introduction très didactique qui ouvrira le lecteur à des concepts plus avancés développés dans le Tome 2. Sommaire CHAPITRE I. INTRODUCTION CHAPITRE II. ÉQUATIONS DE CONSERVATION EN MÉCANIQUE DES FLUIDES Chapitre III. LES COMPOSANTES DE LA RÉSOLUTION D'UN PROBLÈME DE SIMULATION CHAPITRE IV. LA MÉTHODE DES VOLUMES FINIS CHAPITRE V. LES MAILLAGES POUR LA MÉTHODE DES VOLUMES FINIS CHAPITRE VI. DISCRÉTISATION SPATIALE DU TERME DIFFUSIF CHAPITRE VII. DISCRÉTISATION SPATIALE DU TERME CONVECTIF CHAPITRE VIII. DISCRETISATION TEMPORELLE CHAPITRE IX. DISCRÉTISATION DU TERME SOURCE OU DU TERME PUITS CHAPITRE X. DISCRÉTISATION D’UNE ÉQUATION DE TRANSPORT GÉNÉRALE CHAPITRE XI. IMPLÉMENTATION DES CONDITIONS AUX LIMITES CHAPITRE XII. ASSEMBLAGE MATRICIEL ET SYSTÈME LINÉAIRE CHAPITRE XIII. SOLUTIONS DES SYSTÈMES D’ÉQUATIONS LINÉAIRES CHAPITRE XIV. RÉSOLUTION DES ÉQUATIONS DE NAVIER-STOKES INCOMPRESSIBLES RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES INDEX TABLE DES MATIÈRES

Simulation Numérique En Mécanique Des Fluides Tome 2. Concepts Avancés De La Méthode Des Volumes Finis En Cfd

Simulation Numérique En Mécanique Des Fluides Tome 2. Concepts Avancés De La Méthode Des Volumes Finis En Cfd PDF Author: Philippe Traoré
Publisher: Éditions Cépaduès
ISBN: 2364938759
Category : Science
Languages : fr
Pages : 13

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Ce deuxième ouvrage approfondit les concepts introduits dans le tome 1. L’accent est notamment porté sur le cas des géométries complexes utilisant des maillages non-orthogonaux ou non structurés. La discrétisation complète par la méthode des volumes finis d’une équation de transport générique est détaillée pour ce type de maillages. Lorsque l’équation de transport est hyperbolique, la mise en œuvre des schémas TVD est présentée. Dans le cadre de la résolution des équations de Navier-Stokes incompressibles, nous présentons les algorithmes de couplage vitesse-pression les plus utilisés : SIMPLE, SIMPLER, SIMPLEC, PISO, différentes méthodes de Projection et la méthode du lagrangien augmenté [MLA]. Cet ouvrage aborde aussi la résolution des équations de Navier-Stokes compressibles par une approche Pressure based solver [PBS] en généralisant l’algorithme de couplage vitesse-pression SIMPLE dans un contexte compressible. Ce tome 2 aborde aussi de nouvelles notions comme la résolution des équations de Navier-Stokes incompressibles en formulation vorticité-fonction de courant, la résolution des écoulements axisymétriques, la gestion des maillages multiblocs et les méthodes multigrilles pour la résolution des systèmes linéaires. Ce tome 2 s’achève avec des notions cruciales en CFD sur le contrôle des erreurs et des incertitudes ainsi que la vérification et la validation de la solution numérique. Un accent particulier est porté sur l’importance des bonnes pratiques à suivre en CFD lors de la résolution d’un problème.

Parallel Computational Fluid Dynamics 2008

Parallel Computational Fluid Dynamics 2008 PDF Author: Damien Tromeur-Dervout
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3642144381
Category : Science
Languages : en
Pages : 428

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This book collects the proceedings of the Parallel Computational Fluid Dynamics 2008 conference held in Lyon, France. Contributed papers by over 40 researchers representing the state of the art in parallel CFD and architecture from Asia, Europe, and North America examine major developments in (1) block-structured grid and boundary methods to simulate flows over moving bodies, (2) specific methods for optimization in Aerodynamics Design, (3) innovative parallel algorithms and numerical solvers, such as scalable algebraic multilevel preconditioners and the acceleration of iterative solutions, (4) software frameworks and component architectures for parallelism, (5) large scale computing and parallel efficiencies in the industrial context, (6) lattice Boltzmann and SPH methods, and (7) applications in the environment, biofluids, and nuclear engineering.

Fluide numérique

Fluide numérique PDF Author: Michel Deville
Publisher:
ISBN: 9782889153237
Category :
Languages : fr
Pages : 226

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Méthode de décomposition de domaine avec adaptation de maillage en espace-temps pour les équations d'Euler et de Navier-Stockes

Méthode de décomposition de domaine avec adaptation de maillage en espace-temps pour les équations d'Euler et de Navier-Stockes PDF Author: Oana Alexandra Ciobanu
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Category :
Languages : fr
Pages : 156

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En mécanique des fluides, la simulation de phénomènes physiques de plus en plus complexes, en particulier instationnaires, nécessite des systèmes d'équations à nombre très élevé de degrés de liberté. Sous leurs formes originales, ces problèmes sont coûteux en temps CPU et ne permettent pas de faire une simulation sur une grande échelle de temps. Une formulation implicite, similaire à une méthode de Schwarz, avec une parallélisation simple par blocs et raccord explicite aux interfaces ne suffit plus à la résolution d'un tel système. Des méthodes de décomposition des domaines plus élaborées, adaptées aux nouvelles architectures, doivent être mises en place.Cette étude a consisté à élaborer un code de mécanique des fluides, parallèle, capable d'optimiser la convergence des méthodes du type Schwarz tout en améliorant la stabilité numérique et en diminuant le temps de calcul de la simulation. Une première partie a été l'étude de schémas numériques pour des problèmes stationnaires et instationnaires de type Euler et Navier-Stokes. Deuxièmement, une méthode de décomposition de domaine adaptive en espace-temps, a été proposée afin de profiter de l'échelle de temps caractéristique de la simulation dans chaque sous-domaine. Une troisième étude a été concentrée sur les moyens existants qui permettent de mettre en oeuvre ce code en parallèle (MPI, OPENMP, GPU). Des résultats numériques montrent l'efficacité de la méthode.

Calcul parallèle en mécanique des fluides et problèmes spécifiques au couplage magnétohydrodynamique

Calcul parallèle en mécanique des fluides et problèmes spécifiques au couplage magnétohydrodynamique PDF Author: Isabelle d'. Ast
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Category :
Languages : fr
Pages : 188

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DANS CE TRAVAIL, LA MISE EN UVRE OPTIMALE DU PARALLELISME DE DONNEES POUR LES PROBLEMES D'AERODYNAMIQUE ET DU PARALLELISME DE TACHES POUR LES PROBLEMES MULTIPHYSIQUES (PARTICULIEREMENT EN MAGNETOHYDRODYNAMIQUE) EST ETUDIEE. LA MODELISATION DE CES PHENOMENES AINSI QUE LES SCHEMAS NUMERIQUES DE RESOLUTION EMPLOYES SONT DETAILLES. LES PERFORMANCES ET LES LIMITATIONS DES CALCULATEURS MULTIPROCESSEURS SONT EVALUEES ET LES METHODES DE PARALLELISATION (GRANULARITE FINE) DANS LE CADRE DE LA MECANIQUE DES FLUIDES NUMERIQUES SONT PRESENTEES. LA PARALLELISATION D'UN CODE INDUSTRIEL DE RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES TRIDIMENSIONNELLES DEMONTRE L'EFFICACITE DU PARALLELISME DE DONNEES SUR UNE LARGE GAMME DE MULTIPROCESSEURS A MEMOIRE PARTAGEE ET DISTRIBUEE. LE PARALLELISME DE TACHES (GRANULARITE FORTE) EST ENSUITE MIS EN EVIDENCE DANS UN PROBLEME D'ARCJET ELECTROTHERMIQUE INTERVENANT DANS LA PROPULSION ELECTRIQUE DES SATELLITES. CE PARALLELISME EST EXPLOITE GRACE A UN COUPLEUR. LA MODELISATION CHOISIE REPOSE SUR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES BIDIMENSIONNELLES AXISYMETRIQUES AVEC TERMES SOURCES COUPLEES AVEC LES EQUATIONS DE MAXWELL STATIONNAIRES. L'IMPLANTATION INFORMATIQUE DU COUPLAGE EST EXPLIQUEE. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT COMPARES A CEUX D'AUTRES AUTEURS ET DES PERSPECTIVES SONT PROPOSEES EN VUE D'UNE AMELIORATION DES RESULTATS PHYSIQUES DE CE COUPLAGE

Propulsion compressible et approche numérique en mécanique des fluides

Propulsion compressible et approche numérique en mécanique des fluides PDF Author: Michel Ledoux
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784052604
Category : Compressibility
Languages : fr
Pages : 275

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Avec la révolution industrielle, la mécanique des fluides s’est imposée comme une discipline centrale. Cet ouvrage explore la diversité des approches de cette discipline. Le fluide est devenu incontournable dans toutes les industries de haute technologie : aéronautique, aérospatiale, automobile, etc. Propulsion compressible et approche numérique en mécanique des fluides analyse le traitement de problèmes complexes à travers des exemples d’application en milieu industriel. La problématique des fluides visqueux est traitée sous un angle analytique ainsi que la thermodynamique combinée à la mécanique, l’occurrence d’irréversibilités locales, l’approche numérique, la modélisation et la simulation. L’évaluation des performances d’une éolienne Darrieus à pales droites par des calculs numériques est l’une des applications étudiées. La résolution des problèmes est assise sur des rappels fondamentaux – principes de base et équations générales – dans la perspective de l’accessibilité à un large public.

Développement d'un code de calcul combinant des schémas de haute précision avec une méthode de frontières immergées pour la simulation des mouvements tourbillonnaires en aval d'un bord de fuite

Développement d'un code de calcul combinant des schémas de haute précision avec une méthode de frontières immergées pour la simulation des mouvements tourbillonnaires en aval d'un bord de fuite PDF Author: Sylvain Laizet
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Category :
Languages : fr
Pages : 195

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Book Description
La réalisation de simulations des mouvements tourbillonnaires en aval d'un bord de fuite reste une tâche difficile en mécanique des fluides. Des développements numériques ont été réalisés à partir d'un code de calcul résolvant les équations de Navier-Stokes incompressibles à l'aide de schémas aux différences finies de haute précision. L'originalité de l'approche numérique réside dans l'utilisation d'une méthode spectrale pour la résolution de l'équation de Poisson qui combinée à une méthode de frontières immergées permet de simuler des écoulements en présence de parois. Un effort particulier a été fait pour l'amélioration de la résolution de l'équation de Poisson afin d'utiliser un maillage inhomogène et une grille décalée pour le champ de pression. Deux écoulements de couche de mélange avec la prise en compte des parois ont été simulés avec un bord de fuite épais puis mince dans le but de déterminer l'influence de la géométrie de la plaque séparatrice sur la dynamique de l'écoulement.