Descriptif
Une branche importante du calcul scientifique consiste à simuler sur ordinateurs des phénomènes physiques complexes. Son intérêt consiste à mieux appréhender des problèmes fondamentaux :
solution des équations de Navier-Stokes, turbulence, ou à prédire des phénomènes non observables par l'expérience comme les écoulements biologiques ou la prédiction des séismes.
Le recours à la simulation numérique est également croissante dans des phases de design où l'objet n'existe pas encore (avion, voiture, pièces mécaniques, \dots) afin de trouver, par exemple, une forme optimale.
Dans ce contexte, la génération d'un maillage, support spatial discret pour le calcul, est une phase clé du processus de simulation : pas de maillage, pas de solution, pas d'analyse.
Dans une première partie, ce cours d'intéresse aux méthodes de génération de maillages pour des géométries complexes. Dans une deuxième partie, on s'intéresse aux techniques d'adaptation de maillages pour des solutions numériques. Ces dernières se basent sur des estimateurs d'erreur qui permettent à la fois de contrôler le degré de précision d'une solution ainsi que son degré de fiabilité.
On donne ci-dessous un découpage du cours pour 6 séances. Chaque séance se décompose en un cours magistral d'1h suivi de 2h de TD/TP sur ordinateur.
Pour les étudiants du diplôme Master 2 Analyse Modélisation et Simulation
Méthodes numériques, algorithmique, langage C
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade européenPour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées
L'UE est acquise si Note finale >= 10- Crédits ECTS acquis : 3 ECTS
Le coefficient de l'UE est : 1
Pour les étudiants du diplôme Master 2 Analyse Modélisation et Simulation
Vos modalités d'acquisition :
L'évaluation se fait sur le compte-rendu de deux rapports de projet
Le rattrapage est autorisé- Crédits ECTS acquis : 3 ECTS
Le coefficient de l'UE est : 1
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
- Sur la génération de maillage en 2D : algorithmes (complexité, table de hachage), Noyau de Delaunay, opérateurs de modifications de maillages, preuve d'existence,
- Génération de maillage de surface à partir d'une représentation continue (Bézier, NURBS). Notions de géométrie différentielle pour la génération de maillages et le contrôle géométrique (courbure, approximation surfacique),
- Génération de maillage en 3D : Preuve d'existence, visibilité (problème d'optimisation convexe).\item Partitionnement de maillage
- Projet : Réalisation d'un mailleur 2D basé sur le noyau de Delaunay.
- Dualité entre les espaces métriques Riemanniens et les maillages adaptatifs anisotropes (gouvernés par un champ de métriques)
- Introduction aux estimateurs d'erreurs {\it a priori} et {\it a posteriori} pour des solutions numériques d'EDPs.
- Estimateurs d'erreur anisotropes : multi-échelles ou adjoint pour le contrôle d'une fonctionnelle.
- Projet : Implémentation d'un estimateur d'erreur d'interpolation en norme $\mathbf{L}^p$ et réalisation d'une boucle d'adaptation sur un écoulement de mécanique des fluides (sortie de réacteur, entrée atmosphérique d'une capsule APOLLO)