Turb'Opty

Turb'Opty™ est un logiciel de paramétrisation unique et innovant adapté à la simulation numérique des écoulements (SNE, appelée aussi CFD pour Computational Fluid Dynamics en anglais). Basé sur des technologies de pointe qui étendent les capacités des codes de calcul CFD maison ou commerciaux, le rôle de Turb’Opty™ est de réduire les milliers de calculs CFD nécessaires aux études de sensibilité ou paramétriques en une seule base de données analytique sans interpolation ni perte de précision.

Le logiciel est utilisé comme une aide au design et à la conception, à la compréhension et à l'analyse des phénomènes, à la réduction des coûts de modélisation et de simulation

Contribuer à la réduction des temps des cycles de développement et des coûts
Contribuer à la réduction des répétitions de calculs
Contribuer à la réduction des tests expérimentaux

Comment fonctionne Turb'Opty™ ?

La technologie de paramétrisation sur laquelle est basée Turb'Opty™ fait sauter le goulet d'étranglement de la CFD. A partir d'un champ initial solution, Turb'Opty™ détermine les relations entre un ou plusieurs paramètres couplés et les variables aérodynamiques. Ces paramètres peuvent être des variables de conception (géométriques) ou des conditions fluides comme la vitesse, le débit, etc...

Les variables aérodynamiques concernent les caractéristiques du champ fluide solution comme la densité, le champ de vitesse, les variables thermodynamiques, les variables turbulentes, etc... ou toute combinaison de ces variables aérodynamiques telles que des fonctions objectifs (rendement, puissance, portance, etc …).

Les entrées de Turb’Opty™ sont :

Une solution CFD utilisant un solveur RANS tel que SC Tetra
La liste des paramètres de conception

Toutes les informations nécessaires utilisées pour déterminer la relation entre les paramètres et les variables aérodynamiques sont alors générées en une seule fois pendant le calcul Turb'Opty™ et stockées dans ce que nous appelons une base de données numériques.

Pourquoi faire ?

La CFD rapide : une réduction du temps

Jusqu'au développement de Turb'Opty™, les concepteurs étaient obligés de multiplier les géométries, les conditions aux limites et donc le nombre de maillages et de calculs. Maintenant, grâce aux logiciels Fluorem, les concepteurs ont directement accès à toutes les solutions d'un problème spécifique de mécanique des fluides, simplement en changeant la valeur du ou des paramètres.

Les ingénieurs peuvent brancher Turb'Opty™ dans leur chaîne de calcul interne ou commerciale afin d'augmenter les capacités de leur solveur. Après sa construction, la base de données peut être utilisée par un non-spécialiste de la simulation numérique, lui donnant accès à des milliers de solutions en une seule opération. La CFD devient alors totalement intégrable dans la gestion du cycle de vie d'un produit.

Moins de répétitions des calculs : une réduction des coûts

L'utilisation de bases de données de paramétrisation réduit considérablement les modélisations et calculs répétitifs. Cela permet une utilisation accrue de la simulation, en particulier dans la gestion du cycle de vie d'un produit, et permet de réduire grandement le nombre de tests expérimentaux et la construction de prototypes.

Aide à la conception: une augmentation de la compétitivité

En explorant tout le domaine de conception, les utilisateurs obtiennent une connaissance précise de l'influence de tous les paramètres de l'étude, considérés séparément ou non, sans les restrictions souvent imposées par les temps CPU de calcul et les mauvaises convergences. Le polynôme d'ordre élevé généré prend en compte les non-linéarités intrinsèques aux équations de Navier Stokes, allant beaucoup plus loin que ce que peuvent faire les méthodes de gradient.

Puisque la solution d'une extrapolation est le champ fluide tout entier, l'utilisateur peut voir directement, dans l'interface graphique, la réponse de la pression, de la température ou du champ de vitesse à tout changement des différents paramètres. Il peut donc définir « à la volée » une première nouvelle géométrie correspondant à ses objectifs dans des marges qu'il aura définies, basées sur ses propres contraintes industrielles, sans se soucier de considérations CFD, en jouant seulement avec les différents curseurs qui contrôlent la valeur de chaque paramètre de conception.

Paramétrisation et optimisation

La base de données fluide Turb'Opty™ peut facilement être branchée à un algorithme d'optimisation, par exemple génétique afin de fournir les Npop individus obtenus pour Ngen générations conduisant au front de solutions Pareto optimales à la fin du processus d'optimisation. Comme l'interrogation de la base de données est immédiate, aucune contrainte en terme de convergence ou de temps CPU ne limite l'accès à la solution optimale.

La richesse de l'information permet de déterminer les relations entre les différents paramètres couplés : Une étude de sensibilité, même au second ordre, pourrait conduire à la conclusion qu'un paramètre spécifique n'a pas d'influence sur la solution fluide, alors que, combiné à un autre paramètre, le résultat pourrait être totalement différent.