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Mécanique Numérique

par Alexandre MARTIN - 26 juillet 2013

La simulation numérique joue un rôle essentiel dans le développement des recherches et des outils au laboratoire. S’agissant cependant de projets en rapport avec des structures de grandes tailles, présentant de fortes non linéarités et hétérogénéités (y compris parfois dans leur modélisation, mélange de structures élancées et de structures massives par exemple), la question de la performance, de la robustesse et de la qualité des calculs produits, y compris par des utilisateurs non nécessairement experts de l’ensemble des domaines qu’ils abordent, est un souci constant qui conduit à des développements spécifiques au laboratoire.

Sur ce point, il faut relever les travaux sur les indicateurs en quantité d’intérêt, sur la définition de nouveaux critères de convergence, l’optimisation du rapport qualité/coût pour l’ensemble de la procédure de calculs aux éléments finis, ou encore la définition d’une approche modale en mécanique linéaire de la rupture sous chargements dynamiques. L’ensemble des résultats de ces travaux est capitalisé dans le Code_Aster. Des progrès très significatifs sont également été enregistrés dans ce que l’on pourrait appeler le monitoring et l’utilisation avancée des calculs aux éléments finis : calculs de sensibilité, calculs d’adjoints ou couplage des calculs avec des procédure d’optimisation.

Les recherches sont conduites également dans l’objectif d’accéder à de nouvelles capacités de simulation :

  • En aéroacoustique, avec le développement de méthodes directes s’attaquant à l’ensemble des phénomènes : écoulement et aéroacoustique. Plus particulièrement les schémas d’ordre élevé et le multi-domaine (Code Safari) ;
  • En mécanique de la rupture avec le développement de méthodes level set + XFEM en tridimensionnel prenant en compte la propagation, le contact et le frottement sur les surfaces de discontinuité ;
  • En thermo-hydro-mécanique pour le stockage des déchets, avec le développement de méthode non locales destinées à traiter les difficulté d’objectivité et de localisation rencontrées ici encore, lorsque les comportements sont adoucissants.