Multi-physique par solveur

La chaîne CEDRE est développée selon une architecture moderne permettant modularité et adaptabilité, ce qui inclut notamment l'implémentation de nouveaux modèles.

Une architecture multi-solveur pour un logiciel modulable

Ainsi, la chaîne CEDRE est conçue autour de sept solveurs :

CHARME : écoulements compressibles multifluides, réactifs, turbulents Régimes d'écoulement du quasi-non compressible à l'hypersonique Résolution Volume Finie k-exact (Ordre 2 - Ordre 4) sur maillages polyèdriques Intégration temporelle implicite (résolution GMRES) et explicite RANS (2-4 equations; options Asm) et LES (Miles, Smagorinsky Z-DES), modèles de paroi bas-Reynolds / lois de paroi hybrides Nombre quelconque d'espèces chimiques, modélisées en gaz parfait, gaz réel ou liquide compressible ; Propriétés physiques (chaleur spécifique, viscosité…) dépendant de la température Combustion Eddy-Break-Up, pdf présumée, Arrhénius, Cle, Cramer, Edcwc,...; Suies Référentiel fixe, en rotation, en translation Sources volumiques de masse, d'espèces, de quantité de mouvement, d'énergie, de turbulence Gamme variée de conditions initiales et aux limites hétérogènes en espace et en temps, avec options (swirl, équilibre radial...) et éventuellement périodicité Plan de mélange pour les interactions rotor/stator Sources acoustiques aérodynamiques	SPIREE : phase dispersée (gouttes, cristaux, particules) en approche eulérienne Particules non-sphériques Force de traînée entre le gaz et les particules, gravité Échanges de chaleur entre le gaz et les particules Changement de phase des particules : Évaporation / condensation Fusion / solidification Fragmentation et coalescence Combustion (aluminium) Comportement à la paroi : Dépôt Rebond élastique, inélastique	SPARTE : phase dispersée (gouttes, cristaux, particules) en approche lagrangienne Particules non-sphériques Force de traînée entre le gaz et les particules, gravité Échanges de chaleur entre le gaz et les particules Changement de phase des particules : Évaporation / condensation Fusion / solidification Dispersion turbulente, combustion, rayonnement Fragmentation, collision et coalescence Atomisation de liquide produisant un spray Comportement à la paroi : Dépôt Rebond élastique, inélastique Interactions complexes (différents modèles, dont cristaux de glace et grêle, parois en rotation)
ASTRE : rayonnement, méthode de Monte Carlo Approche Monte-Carlo statistique : suivi de « paquets d'énergie » depuis leur émission jusqu'au lieu d'absorption, leurs caractéristiques (longueur d'onde, direction initiale, point d'émission) et les évènements physiques le long de leurs trajectoires étant déterminés selon des probabilités de distribution obtenus par tirages aléatoires Milieu participatif non-uniforme : Émissif Absorbant Diffusif Réflexion sur les parois : Diffuse Spéculaire Gaz (H₂O, CO, CO₂ , HCl, plasma d'air) et particules (suies, alumines, gouttes d'eau) Modèles par bandes de propriétés radiatives des gaz incluant Correlated-k (CK), Statistical Narrow Band (SNB) et Box Models Évaluation de l'erreur statistique	REA : rayonnement, méthode des ordonnées discrètes Méthode déterministe Milieu participatif non-uniforme : Émissif Absorbant Diffusif Réflexion sur les parois : Diffuse Spéculaire Gaz (H₂O, CO, CO₂ , HCl, plasma d'air) et particules (suies, alumines) Modèles par bandes de propriétés radiatives des gaz incluant Correlated-k (CK) et Box Models	FILM : solveur de films liquides surfaciques Solveur surfacique Forces de Coriolis et de cisaillement, gradient de pression longitudinal Échanges thermiques entre phases et givrage Parois fixes ou mobiles Plans de mélange pour les interactions rotor/stator
ACACIA : conduction dans les solides Mono-matériau par domaine utilisateur Source de chaleur volumique

Des calculs multi-physiques par approche multi-solveur

Les simulations de phénomènes mettant en jeu différentes physiques couplées peuvent être réalisés avec CEDRE en combinant l'utilisation des différents solveurs. Les interactions entre solveurs agissent :

soit au niveau des conditions limites, comme par exemple une interaction thermique par transfert conjugué au contact fluide-solide,
soit au niveau du champ volumique, comme par exemple des transferts de masse ou de chaleur entre les particules calculées en phase dispersée et le champ gaz porteur, ou bien d'énergie entre le rayonnement et la convection-conduction.

Ces interactions sont prises en compte soit par des calculs chaînés (one-way coupling) soit par des calculs couplés multi-solveurs (two-way coupling). Des calculs couplés impliquant à ce jour jusqu'à 3 solveurs sont régulièrement réalisés.

Des bibliothèques de fonctions

En outre, la chaîne CEDRE est équipée d'une bibliothèque de fonctions: thermodynamique, géométrique, turbulence, combustion. Celle-ci est constamment mise à jour et enrichie en fonction de l'avancée des travaux de recherche et d'expérimentations.