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Implémentation et mise en oeuvre de la Méthode de Lattice Boltzmann

  Lundi 13 mai 2024

  Formation    

Le Cerfacs est certifié Qualiopi pour ses actions de formation

Durée :1 jour (6 heures)

Indice de satisfaction

En mai 2023, 100% des participants étaient satisfaits ou très satisfaits

(résultats recueillis auprès de 4 répondants sur 10 participants, soit un taux de réponse de 40 % )

Descriptif

Depuis plusieurs années déjà, nous voyons émerger une nouvelle méthode pour résoudre numériquement les écoulements. Celle-ci (appelée méthode Boltzmann sur réseau – LBM) se base sur la résolution de l’équation de Boltzmann et non sur celles de Navier-Stokes (Remarque : Navier-Stokes est une approximation de Boltzmann). La LBM est basée sur la théorie cinétique des gaz ; on se place à une échelle physique plus petite (mésoscopique) que les approches classiques pour obtenir le comportement macroscopique du fluide.

Ce changement de paradigme présente plusieurs avantages. Les équations de Boltzmann sont plus simples que les équations de Navier-Stokes, cela implique un solveur plus compact, plus facile à écrire et à maintenir. De plus les opérations arithmétiques à effectuer sont locales, il en résulte donc une très grande efficacité sur des machines parallèles. Mais ce qui rend cette méthode très prometteuse pour le futur est sa capacité à traiter des configurations géométriques très complexes sans aucune difficulté.

Objectif de la formation

Cette formation a pour but de fournir des connaissances de base à la réalisation d’un code LBM. La journée sera consacrée à l’explication du concept de base de la LBM, son implémentation dans un code de calcul et son utilisation (via des travaux pratiques) sur des cas tests académiques. L’objectif étant de fournir un socle de base à la méthode LBM; seule la simulation d’écoulements isothermes et faiblement compressibles sera présentée.

Objectif pédagogique

A l'issue de la formation, les participants devront être capables de :

  • Comprendre les différents algorithmes présents dans un code LBM de base,
  • Implémenter ces algorithmes dans une plateforme simplifiée,
  • Mettre en donnée et simuler des cas tests académiques non fournis dans la formation.

Modalités pédagogiques

La formation est une alternance d’exposés théoriques et de travaux pratiques. Un QCM permet l’évaluation finale. La salle de formation est équipée d’ordinateurs, le travail peut se faire en sous-groupe de deux personnes.

Formateur référent : Jean-François Boussuge

Public cible

Cette formation est destinée aux ingénieurs, physiciens, informaticiens et analystes numériques qui souhaitent commencer à apprendre la LBM.

Pré-requis et inscription

Pour suivre ce cours, vous devez:

  • connaître les commandes Unix de base (changer de répertoire, supprimer un fichier,…),
  • connaitre les bases de la programmation en C,
  • avoir des connaissances de la simulation numérique en mécanique des fluides,
  • la formation peut avoir lieu en anglais ou en français selon l’auditoire, un niveau B2 sur l’échelle européenne CECRL est exigé.

Afin de s'assurer que les prérequis sont bien satisfaits, nous vous prions de bien vouloir répondre aux questionnaires suivants. Vous devez obtenir 75% de bonnes réponses pour vous inscrire à cette formation.

Questionnaire 1 : https://goo.gl/forms/0pVpY56riihNUG6V2

Questionnaire 2 : https://goo.gl/forms/CNVWTQkIQJXaxsTo2

Inscription

Je certifie avoir obtenu au moins 75% de bonnes réponses, je m’inscris

Avant de vous inscrire, merci de nous signaler toutes contraintes particulières dont vous souhaiteriez nous faire part (horaires, santé, indisponibilité…) à l'adresse e-mail suivante : training@cerfacs.fr

Tarifs

  • Stagiaires/PhDs/PostDocs : 96 € HT
  • Associés CERFACS/CNRS/INRIA : 240 € HT
  • Public : 480 € HT

Programme

De 9h30 à 17h00

  • Concepts de base de la LBM
  • Dérivation de l'équation LBM (approche propagation-collision)
  • Intégration numérique de l'équation LBM
  • Implémentation :

– Opérateur de collision
– Opérateur de propagation
– Condition aux limites simples

– Bounce back

– Périodicité

  • Incorporation d'un terme de forçage
  • Travaux Pratiques :

– Mise à disposition et étude d'un code LBM
– Simulation de cas tests académiques :

Ecoulement de Poiseuille

Ecoulement de Couette

Ecoulement autour d'un cylindre

Cavité entrainée

Double couche de cisaillement

Evaluation des acquis

Un examen final aura lieu à la fin de la formation

L'AGENDA

Lundi

11

Décembre

2023

Parallélisme multi-architecture avec la bibliothèque C++/Kokkos

Du lundi 11 décembre 2023 à 14h00 au mercredi 13 décembre 2023 à 17h00

  Formation    

Jeudi

21

Décembre

2023

Soutenance de thèse : Aurélien LINÉ : « Modulation du changement climatique européen à court terme par la variabilité interne multi-décennale « 

Jeudi 21 décembre 2023 à 15h00

  Thèses Cerfacs       Salle de conférences - CERFACS - Toulouse - France     Organisé par Nathalie Brouset    

Lundi

18

Mars

2024

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