Méthode de couplage local/global non-intrusif pour le calcul de structure

Pierre Gosselet (1)

1 LMT - Laboratoire de Mécanique et Technologie

L'accroissement phénoménal des performances des structures mécaniques (par exemple 30% d'émissions polluantes en moins d'une génération de moteurs d'avion à la suivante), a été rendu possible par l'utilisation de nouveaux matériaux et des conceptions optimisées. En quelques années, les industriels ont perdu beaucoup de leurs repères et se trouvent à manipuler des modèles où les règles de dimensionnement héritées de décennies de pratique s'appliquent difficilement. Dans ce contexte, les besoins en simulations fiables se sont fortement accrus. Mes principales recherches concernent donc la mise en place de techniques de calcul capables de résoudre des problèmes complexes (non-linéaires, fortement hétérogènes\ldots) impliquant de nombreux degrés de liberté (jusqu'à quelques milliards), en exploitant des clusters récents (plusieurs dizaines de milliers de cœurs), et en incluant des étapes de vérification pour certifier la qualité de l'approximation calculée. À la base de ces travaux se trouvent les méthodes de décomposition de domaine (DD) qui fournissent un cadre efficace pour la distribution des calcul et la mise en place de solveurs itératifs performants. La mise en place de méthodes de décomposition de domaine dans leurs versions les plus abouties requiert un degré d'intervention assez poussé dans les codes, aussi les solveurs DD sont absents des grands logiciels du commerce et les méthodes DD pratiquement pas exploitées par les industriels.\medskip Cette présentation se focalise sur une version "dégradée" des méthodes de décomposition de domaine qui permet leur mise en œuvre autour des codes commerciaux. Cette méthode, dite couplage local/global non-intrusif, est apparentée à la méthode {\it chimère} de la mécanique des fluides, aux méthodes multigrilles localisées, et peut-être vue comme une version exacte du {\it submodeling} (ou zoom structural). On vise ici des calculs de taille plus modérée (quelques millions d'inconnues) à distribuer sur des petits clusters. La présentation abordera différents aspects de la méthode : principes généraux, fondements théoriques et liens avec les décompositions de domaine de Schwarz, mise en œuvre, accélération, application au calcul d'assemblages avec frottement et au calcul de cycle limite dans des structures élastoviscoplastiques. On évoquera aussi les possibilités offertes par la méthode en terme de modélisation multi-niveaux des structures.

Domaines: Mécanique des structures [physics.class-ph]

Pierre Gosselet. Méthode de couplage local/global non-intrusif pour le calcul de structure. Séminaire du laboratoire LamCube, Sep 2018, Lille, France. ⟨hal-01883241⟩