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Soutenance de thèse: Soumyo SENGUPTA: « Méthodes avancées pour les maillages dans le calcul à haute performance des simulations d’explosion »

  Mardi 22 novembre 2022 à 14h30

  Thèses Cerfacs       Salle de conférence - CERFACS - Toulouse    

Lien Youtube : https://youtu.be/qKk1Q-MUGDI

Résumé :

Des améliorations considérables ont été apportées à la simulation numérique par LES (Large Eddy Simulation) au cours des trente dernières années. Cela a été possible grâce à l’introduction de méthodes numériques plus robustes, à l’amélioration de la modélisation des conditions aux limites et à l’utilisation de produits chimiques plus précis et détaillés dans le domaine de la combustion. Le calcul haute performance est un facteur clé pour que ces simulations puissent être réalisées dans un délai raisonnable et utiliser des géométries représentatives réalistes à grande échelle. Malgré les avancées dans tous ces domaines, le goulot d’étranglement pour la résolution de ces problèmes reste la résolution/qualité du maillage initial. L’objectif de cette thèse est d’abord de comprendre pourquoi la résolution du maillage est importante par le biais d’une analyse de stabilité globale, puis d’atténuer ce problème en utilisant l’adaptation dynamique du maillage pour les problèmes d’explosion liés à la combustion.

La première partie du manuscrit traite de l’analyse de stabilité globale (GSA) de l’équation de convection-diffusion linéaire (LCDE) et de l’équation de réaction de convection-diffusion linéaire (LCDRE) pour les écoulements sans réaction et avec réaction respectivement. Cette analyse montre l’importance des paramètres non-dimensionnels tels que le nombre CFL Nc, le nombre de Peclet Pe et le nombre de Damkohler, Da sur la stabilité, la nature dispersive et diffusive du schéma numérique choisi (schémas de Lax-Wendroff et TTGC). A travers l’analyse, l’importance de la résolution du maillage pour obtenir une solution précise et stable pour tout problème numérique. En particulier, lors de la résolution de problèmes réalistes d’écoulement réactif, il est d’une importance primordiale de résoudre le front de flamme de manière adéquate pour obtenir des solutions précises. Pour surmonter ce problème Pour surmonter ce problème, lors de la résolution de simulations réalistes d’écoulement réactif à grande échelle, il est utile de d’utiliser le raffinement dynamique du maillage en cours d’exécution pour obtenir des avantages en termes de précision et de coût.

Dans la deuxième partie du manuscrit, deux techniques différentes d’adaptation dynamique du maillage sont expliquées. sont expliquées. Bien qu’utilisant un algorithme générique similaire, les différences entre les deux techniques sont détaillées. entre les deux techniques sont détaillées. Plusieurs cas de test sont simulés pour valider les techniques d’adaptation. Une quantité d’intérêt (QOI) appropriée est choisie en fonction du cas étudié. En utilisant cette quantité d’intérêt, deux cas de test d’écoulement réactif à grande échelle, compressible et turbulent sont simulés en utilisant l’adaptation dynamique du maillage. adaptation dynamique du maillage.

Jury :

 JENS-D. MUELLER             Queen Mary Univ. of London      Rapporteur

VINCENT MOUREAU          CORIA                                          Rapporteur

ANDREAS KEMPF              Universit¨at Duisburg-Essen         Examinateur

NABIHA CHAUMEIX            CNRS ICARE                                Examinateur

LAURENT GICQUEL           CERFACS                                      Directeur

GABRIEL STAFFELBACH   CERFACS                                      Co-Directeur

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