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Le 6 mai 2019

Implémentation et mise en oeuvre de la Méthode de Lattice Boltzmann

nasri |  

FORMATION PROGRAMMEE
Limite d’inscription : 15 jours avant le début de la formation
Durée :1 jour / (6 heures)

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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 (Rq : 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. Pour le public intéressé par une présentation plus avancée de la LBM, le Cerfacs propose une autre formation présentée par Pierre Sagaut (voir le web).

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

Public cible

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

Pré-requis

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,
  • connaissance de la simulation numérique en mécanique des fluides.

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

Responsable scientifique : Jean-François BOUSSUGE

Tarifs

  • Stagiaires/PhDs/PostDocs : 70 €
  • Associés CERFACS/CNRS/INRIA : 200 €
  • Public : 400 €

Programme

De 9h00 à 17h30

  • 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 études 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

Examen final

Un examen final aura lieu à la fin de la formation.

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