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17/3/2009Vingt ans de Code_Aster – Regards croisés sur ce qui se fera demain

Les Plates-formes de simulation numérique en mécaniqueCAST3M et EUROPLEXUS

Christophe DELLISCEA/DEN/DANS/DM2S/SEMT


Les plates-formes de R&D en mécanique

� Plate-forme de R&D en mécanique : CAST3M� Objectifs, utilisations et collaborations� Principaux résultats, applications métiers et intégration

dans les nouvelles plates-formes de simulation� Perspectives et enjeux pour les simulations numériques

en mécanique des structures implicites non-linéaires.

� Dynamique rapide : EUROPLEXUS� Partenariat� Etudes industrielles� Calculs parallèles


CAST3M : Principaux objectifs

� Plate-forme de R&D en mécanique� En développement continu depuis 1983� Donner à l’utilisateur la capacité de traiter tout problème de

mécanique des milieux continus par MEF� Accès à toutes les variables internes (analyse numérique)

� 2000 utilisateurs dans 350 organismes (industriels, universités, organismes de recherche)� ~ 1500 téléchargements en 2007 http://www-cast3m.cea.fr

� ~ 100 sites ‘industriels’ (CEA – DEN/DAM/DSM/DRT, IRSN, AREVA – NP/NC/TA, EDF, Bureau d’études, …)

� Formations ENSTA, ECP, INSA, ENS, … support TD sur base CAST3M

� Principales collaborations� IRSN (F), ENSIETA (F), JRC Ispra (I), ENEA (I), IGCAR (In)


CAST3M: Résultats / Intégrité des structures

� Modèle de propagation pour acier ferritique 16MND5 : anneau en compression sous mode mixte – simulation XFEM (Thèse de Benoit PRABEL)� La fissure s’arrête-t-elle ? Quel chemin de propagation ?


CAST3M: Résultats / Interaction Fluide Structure

Isovaleurs de pression et déformations des protectio ns neutroniques latérales

Explosion dans un fluide : déplacements transmis au x structures

PNL volume fluide

Assemblage combustible volume fluide PNL

Fluideexterne

Pressions>0 <0

Bulle


CAST3M: Application métier/MUSICA (Soudage)

W-Processes permet l’identification

du terme source thermique pour

différents procédés de soudages.

Module disponible comme

composant autonome SALOME

Implémentation de modèles

Multi-physiques

Démonstration de faisabilité

Modèles MHD 2D couplé

Eléctrode – Arc - Bain

INSTITUT DE

SOUDURE

®

Thermohydraulique 3D du bain

Géométrie en T

Buse

Electrode

Plasma d’arc

Bain Fondu

Modélisation du soudage à l’arcNov.08 Version 2

Sept. 08 Version 1

Visual-Environement (ESI Group)

Module W-Processes


� Fourniture d’une API aux composants CAST3M (hydraul ique, transport, thermique, mécanique, GIBI, …) sur des procédures o u macro-procédures via le modèle de données de la plate-forme

Synergie avec SALOME et les nouvelles plates-formes Architecture ALLIANCES

Salomé Core

Applications

ANDRA data basis

Core

Salomé Modules

Geometry Mesh Visualization Supervision

DATA Model

Coupled Modules

Transport Chemistry Waste Engineered Barrier Sensibility

Basic ModulesSampling Statistics

Hydraulic Transport WasteChemistry

Components :

-PORFLOW

-CASTEM

Study

Safety

MED

Components :

-PORFLOW

-CASTEM

-MT3D

-IMFS

Components :

-PREDIVER

(Glass)

-COLONBO

(Bitumen)

-Generic Waste

Package

Components :

-PHREEQC

-CHESS


Modélisation du comportement des matériaux composit es 3D Sic f/Sic

Matrice

0.15 mm

1,2 mm

One woven ply

1 3

2

Macropore Longitudinal tow Transversal tow

Macroscopic structure : superposition of several woven plies

Cross section of a tow

Intertow matrix fibres

Intratow porosity porosity

Macro scale : superposition of unidirectional plies

Matrice

Fibre

Matrice

porosity

matrix matrix

2

1

matrix

fibre

interface

Micro scale

Meso scale : unidirectional ply

1

2 tow

matrix

Analytical Periodic method

General Transformation Field Analysis (GTFA)

Classical laminate theory or GTFA GTFA

0,15 mm

1,2 mm

Représentation détaillée du composite tissé SiCf/SiC

Volumes représentatifs et méthodes de changement d’échelles choisies pour l’implémentation dans CAST3M


CAST3M et le calcul parallèle

� Parallélisme orienté vers l’utilisateur� Pour du matériel facilement accessible : PC multi-

processeurs classiques (avec plusieurs cœurs)� Parallélisme SMP classique, mémoire distribuée

possible� Observation d’une augmentation des problèmes

de convergence pour les grands maillages� Priorité des développements à la modélisation et

aux aspects convergences

� Efficacité : toujours un challenge en mécanique du solide non-linéaire implicite� Compétition entre les tâches de résolution globale

et les tâches élémentaires locales� Scalabilité limité pour les applications où la

résolution matricielle est dominante� Excellente scalabilité pour les applications à loi de

comportement dominante

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