Qu'est que c'est la simulation numérique?

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La simulation numérique est un outil qui permet d’obtenir une solution aux équations qui régissent le comportement des phénomènes physiques réels. La simulation numérique est particulièrement utile lorsqu'elle s'applique dans le domaine de l'ingénierie. La plupart des phénomènes physiques (par exemple le mouvement des fluides ou des déformations des solides sous charge) sont modélisées mathématiquement par des systèmes PDE, qui ne peuvent être résolus analytiquement (avec des méthodes traditionnels). Il est seulement possible d’atteindre la solution analytique à des versions très simplifiées des équations d’origine, ce qui limite considérablement sa portée. Pour cette raison, la conception et l’optimisation d’installations ou de procédés en ingénierie exigeaient traditionnellement la construction de prototypes expérimentaux coûteux.

Cependant, grâce au développement des ordinateurs et des méthodes numériques, il est possible de prédire l'état d'un système selon les modèles computationnels: il est possible de prévoir en détail le champ de vitesse et de la pression dans un fluide, ou des déformations et tensions dans chacun des points d'un solide. Le potentiel de la simulation numérique signifie que son utilisation ne se limite pas à l'analyse de processus physiques ou techniques, mais à l'étude de phénomènes économiques, biologiques, etc.

SIMULATION MÉCANIQUE D'UNE TABLE DE BICYCLETTE SOUMISE AUX FORCES SOUS RÉGIME STATIQUE LINÉAIRE

Parmi les contributions de la simulation numérique au monde de l’ingénierie, on peut citer:

Économies de coûts et de temps dans les conceptions. Il n'est plus nécessaire de faire des prototypes coûteux pour évaluer le fonctionnement de la conception. Cela peut être réalisé grâce à la modélisation numérique de la conception.

Optimisation des processus et des conceptions. Grâce à des simulations dans différentes conditions de fonctionnement et / ou géométrie, il est possible de trouver le point de fonctionnement optimal des conceptions ou des processus.

Connaissance détaillée du processus. Contrairement aux tests expérimentaux, la simulation numérique fournit des informations complètes sur le problème. les résultats numériques permettent de connaître la valeur de chacune des variables impliquées dans chaque point de la géométrie pour chaque instant.

Détection de dysfonctionnements. Par simulation numérique, il est possible de détecter les dysfonctionnements des systèmes (par exemple, les pertes de charge excessives, des chemins préférentiels dans les réacteurs, les zones sensibles à la rupture ...) L'évolution rapide de la technologie et de la science permet la modélisation et la simulation numérique des processus à venir du domaine industriel et scientifique. Cela a permis la création ou la consolidation d'outils permettant d'optimiser les processus, de réduire les coûts, d'améliorer la qualité des produits, de concevoir de nouvelles technologies, d'accroître la sécurité, de réduire la pollution environnementale, etc. Jusqu'à il y a quelques années, le concept de R&D était lié aux grandes entreprises du secteur qui pouvaient se permettre d'investir dans des installations expérimentales ou des prototypes tels que des souffleries ou des laboratoires. La simulation numérique rend le concept R&D accessible à toutes les entreprises qui le souhaitent, en analysant les phénomènes à l’aide de leurs équations de comportement mathématique, au lieu d’essais coûteux et de tests d’erreurs.