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La semaine de Jean-François Prevéraud

Blue Ridge Numerics promeut l'upfront CFD

Industrie et  Technologies
Rencontre cette semaine avec Ed Williams, président de Blue Ridge Numerics, l'éditeur de l'outil de pré-dimensionnement en mécanique des fluides cfdesign, qui était de passage à Paris.


Blue Ridge Numerics a été créé en 1992 en Virginie (USA) par Ed Williams et Rita Schnipke autour de l'idée d'offrir aux concepteurs un logiciel de simulation d'écoulements de fluides et de transferts de chaleur qui soit à la fois performant, simple à utiliser et économique. 15 ans après, on peut dire que l'objectif est atteint puisque cfdesign est utilisé par plus de 10 000 concepteurs dans 1 500 entreprises.

« Plutôt que de créer un outil traditionnel de validation de plus, destiné à des spécialistes de la mécanique des fluides, nous avons voulu créer un véritable outil d'aide à la conception capable d'orienter les réflexions du concepteur dès les phases amonts de son travail. Pour cela, il nous a fallu développer un mailleur automatique auto-adaptatif, et des algorithmes de résolution très rapides basés sur la méthode des éléments finis. Le tout étant capable de travailler directement sur les modèles CAO issus des principaux logiciels de CAO du marché, Catia V5, Cocreate OneSpace, Inventor, Pro/Engineer, Solid Edge, SolidWorks, UG NX5 et très prochainement SpaceClaim », explique Ed Williams.



Cet outil de pré-dimensionnement, que ses créateurs qualifient "d'upfront CFD", permet au concepteur de valider très vite une idée ou l'impact d'une modification. Il suffit de récupérer directement le modèle 3D, d'appliquer des "bouchons" sur ses différentes ouvertures pour définir le volume occupé par le fluide, puis d'appliquer les conditions limites sur celui qui sert d'entrée. Le maillage puis le calcul sont lancés automatiquement. En fonction des modifications apportées à la géométrie, un certain nombre d'itérations sont effectuées, puis affichées dans l'utilitaire Design Review, ce qui permet d'évaluer la tendance d'évolution des écoulements fluides ou thermiques en fonction des différentes modifications. Des résultats qui peuvent d'ailleurs par la suite servir à alimenter des codes de validation tels Abaqus, Ansys, Nastran, ou encore CosmosWorks, Plassotech d'Autodesk ou Pro/Mechanica.

Améliorer la conception

Une méthodologie de travail qui satisfait pleinement les utilisateurs. « Bang & Olufsen a ainsi pu modéliser et analyser avec cfdesign un haut-parleur d'une puissance de 2 500 W RMS dont l'électronique chauffait trop. Certes la géométrie tronconique était complexe, mais les ingénieurs n'arrivaient pas à cerner le problème avec des codes traditionnels. Ils sont arrivés au résultat en 5 heures avec cfdesign et ont pu valider sur le prototype physique qui a été réalisé ensuite, qu'ils étaient à moins de 5 % de la réalité », remarque Ed Williams. Dans le domaine automobile, Hilite a pu détecter dès la phase amont de la conception d'une vanne de régulation des chutes de pression et des écoulements trop rapides avant que le moindre prototype soit réalisé. Le temps de développement a ainsi pu être réduit de 15 %. De même, Arvin Meritor a pu améliorer rapidement la conception de ses amortisseurs, alors qu'il peinait à comprendre les phénomènes internes en essayant de multiples prototypes physique.

« Et le marché est énorme. Les analystes tels CIMdata estiment qu'il y a actuellement 1,1 millions de postes de CAO 3D dans le monde et que la croissance moyenne annuelle de la base installée est de l'ordre de 7 à 8 %. Nous serons donc aux alentours de 1,4 millions de postes en 2010. Nous pensons pouvoir à cette date répondre à 40 % des besoins du marché avec une configuration cfdesign à moins de 20 000 dollars. Un taux de pénétration de 2 à 3 % nous permet d'espérer un marché de 220 à 330 millions de dollars », estime Ed Williams.

Blue Ridge Numerics est une compagnie privée qui ne publie donc pas son chiffre d'affaires, mais les analystes estiment qu'il se situait aux alentours de 20 M$ en 2006 pour une centaine d'employés. Le taux de croissance global devrait être de l'ordre de 30 % en 2007. Il a été de 57 % en Europe en 2006 où l'implantation est plus récente. La société réalise 60 % de son chiffre d'affaires en ventes directes (USA, Allemagne, France, Grande-Bretagne), le reste provenant des royalties des distributeurs couvrant les autres pays. Les USA représentent 65 % du chiffre d'affaires, l'Europe 20 % et l'Asie 15 %. Pour des raisons historiques PTC a été le premier partenaire de Blue Ridge Numerics, ce qui fait que 50 % des utilisateurs de cfdesign utilisent Pro/Engineer. 15 % utilisent SolidWorks et 15 % Inventor. « Nombre d'utilisateurs de SolidWorks ont vite atteint les limites de CosmosFloWorks qui leur a mis le pied à l'étrier de la mécanique des fluides. Voulant s'affranchir de ces limites, sans pour autant migrer vers un logiciel lourd, ils optent tout naturellement pour cfdesign », constate Ed Williams.

Ne pas remplacer les spécialistes

Les limites de cfdesign se situent aux alentours de 6 à 7 millions d'éléments finis en version 32 bits, mais elles volent en éclats avec la version 64 bits. De même, cfdesign ne traite pas la combustion, les réactions chimiques, les écoulements hypersoniques ou les problèmes multiphysiques. « Ces problématiques sont complexes et requièrent pour être correctement traitées l'intervention d'un spécialiste. Nous sortons donc de notre domaine d'expertise. Par contre, nous allons ajouter de nouvelles fonctionnalités dans la version 10 de cfdesign qui sortira au printemps prochain. Par exemple, la création des volumes de fluide à partir de la géométrie CAO sera encore plus intuitive et comportera la suppression des détails pour accélérer encore plus la simulation. Côté solveur, des modèles de cavitation seront ajoutés et la visualisation sera dotée de plans de coupe dynamiques », annonce Ed Williams.

L'approche "upfront CFD" de Blue Ridge Numerics, qui permet au concepteur de valider rapidement ses idées très tôt dans le cycle de conception, devrait séduire plus d'un bureau d'études, notamment dans les PME pour le moment sous-équipées en outils de simulation. D'autant plus que sa simplicité d'emploi lié au spectre des applications envisageables répond bien à la problématique actuelle de nombre d'entreprises, concevoir mieux et plus vite. Certes cela ne remplacera pas les outils de validation traditionnels et les spécialistes, mais cela permettra de les décharger des problèmes les plus triviaux, leur laissant ainsi plus de temps pour traiter les cas les plus complexes.

A la semaine prochaine.

Pour en savoir plus : http://www.cfdesign.com

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 26 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.


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