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PLM : Mentor Graphics regroupe les simulations fluides 1D et 3D

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Par publié le à 16h11

PLM : Mentor Graphics regroupe les simulations fluides 1D et 3D

L'approche 1D convient bien au niveau système

Peu à peu Mentor Graphics étoffe son offre de simulation en mécanique des fluides. Pour la première fois il propose un couplage entre ses logiciels 1D au niveau système et 3D au niveau des composants.

Rencontre avec Morgan Jenkins, responsable de la gamme Flowmaster dans la division Mechanical Analysis de Mentor Graphics pour l’annonce prochaine d’une nouvelle solution de simulation en mécanique des fluides.

Faisant partie du trio de tête des éditeurs de CAO-Electronique depuis longtemps, avec un chiffre d’affaires dépassant le milliard de dollars en 2011, Mentor Graphics est aussi un acteur important du monde de la mécanique des fluides depuis octobre2008, date à laquelle il a fait l’acquisition de l’éditeur Flomerics, position qu’il a renforcé en janvier dernier avec l’acquisition de Flowmaster. Des activités regroupées au sein de sa division analyse mécanique qui représente maintenant un chiffre d’affaires supérieur à 50 M$.

Les principaux produits de cette division sont : FloTherm pour l'analyse thermique des équipements électroniques ; T3Ster pour le test et la caractérisation physique de composants ; FloVent pour la ventilation et le chauffage dans le domaine du bâtiment ; FloEFD pour la simulation fluidique 3D généraliste et Flomaster pour la simulation 1D de réseaux fluides.



                                       

                                                     Simulation 3D du circuit d'eau 
                                          d'une culasse automobile à l'aide de FloEFD



« La simulation en 3D est performante et précise, par contre elle suppose de disposer de modèles 3D exacts des éléments du circuit que l’on veut simuler et elle est gourmande en performances de calcul, tant au niveau puissance que temps. Des facteurs qui sont toutefois minorés avec FloEFD qui utilise des algorithmes de résolution basés sur l’utilisation des volumes finis, ce qui réduit de 65 à 75 %le temps nécessaire », constate Morgan Jenkins. D’autant plus que ces outils ‘‘d’UpFront CFD’’ sont intégrés dans la plupart des grands outils de CAO et qu’ils mettent à jours les simulations à la moindre modification de géométrie.

Effectivement, ce qui prend du temps lorsque l’on fait une simulation ce n’est pas forcément le calcul, mais plutôt toute la préparation nécessaire : la mise en place des conditions aux limites et des chargements ; le nettoyage du modèle ; le maillage ; le post-processing.

A l’opposé la simulation 1D est beaucoup plus rapide, mais moins précise à moins de disposer de modèles précis des composants dans le circuit. « D’où l’idée de lier les deux types de simulation, ce qui est d’autant plus facile maintenant que nous disposons des deux types dans notre portefeuille de produits ».

De fait, Mentor Graphics entend positionner la simulation 3D pour créer et caractériser des modèles comportementaux précis au niveau de chaque composant et utiliser ces caractéristiques dans la simulation 1D au niveau du système complet intégrant ces composants. « Le meilleur des deux mondes en quelque sorte avec une solution native liant la précision du 3D avec la vitesse du 1D ».

Une précision suffisante pour les utilisateurs

Encore faut-il disposer des modèles comportementaux des composants ce qui prend du temps à réaliser. « C’est à la fois vrai et faux. L’expérience montre que beaucoup de ‘‘nouveaux circuits’’ intègrent des composants existants déjà caractérisés et que leur caractère novateur réside souvent dans la modification de valeurs locales de paramètres. L’utilisation de la caractérisation des composants par des plans d’expérience au niveau de la simulation 3D permet de répondre correctement à ces variations ».

Mais la précision des algorithmes utilisant les dérivées partielles pour la méthode des volumes finis est souvent considérée comme plus faible que celle des codes utilisant les éléments finis. « Il y a effectivement une précision légèrement plus faible, mais elle reste tout à fait compatible avec la précision souhaitée par les ingénieurs thermiciens dimensionnant des systèmes complexes ».

De plus, l’approche 1D permet d’obtenir très rapidement le comportement d’un système global intégrant plusieurs dizaines, voire centaine de composants. A titre d’exemple, un électricien a simulé à l’aide de cette approche des circuits de refroidissement de groupes de transformateurs de puissance comportant 26 000 composants. « Mais la moyenne se situe aux alentours de la centaine de composants », précise Morgan Jenkins.

L’utilisation d’un tel couplage de logiciels de simulation 1D/3D devrait permettre aux ingénieurs d’optimiser plus facilement leurs circuits thermiques.

D'autant plus rapidement qu'il est possible d'utiliser l'approche 1D en la connectant à de ‘‘véritables morceaux’’ de logiciels ou de matériels, les Software in the Loop (SIL) et Hardware in the Loop (HIL). Par contre, il faudra alors respecter le fonctionnement en temps réel de l’ensemble. Ce qui n’est pas encore le cas actuellement. Il y a donc encore des voies de progrès.

Voilà qui clôt  une nouvelle année de reportages.

Je vous souhaite de bonnes vacances à tous et vous donne rendez-vous à la rentrée.

Pour en savoir plus : http://www.mentor.com/mechanical

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l’Usine Nouvelle, suit depuis plus de 30 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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