La simulation numérique est très souvent un processus évolutif dans lequel l’étude commence par un état simplifié avant de se complexifier étape par étape. Une simulation analytique est une première approche se basant sur les principes théoriques de base pour étudier une représentation abstraite d’un système réel. Une analyse analytique permet alors de résoudre rapidement des problématiques simplifiées afin de mieux comprendre certains enjeux, d’obtenir une première idée des résultats possibles, ou de pré-dimensionner un prototype ou une modélisation numérique complexe.

Ce type de simulation est souvent recommandée pour les problématiques les plus simples avec la possibilité d’en développer par la suite une interface utilisateur afin de laisser la possibilité de tester plusieurs idées et configurations.

La simulation multiphysique consiste à modéliser et simuler un ou plusieurs phénomènes physiques interagissant simultanément sur l’objet soumis à l’étude. De nombreuses possibilités de couplage peuvent être réalisées, notamment parmi les phénomènes physiques suivant : thermique, électrique, mécanique, chimique, fluidique, magnétique. La simulation multiphysique de phénomènes physiques interdépendants est un outil complexe mais très puissant se basant sur la méthode par élément finis (FEM). Cette méthode de simulation, bien que plus complexe et plus longue à mettre en place, permet d’obtenir des résultats très précis, et ceux en tous points de l’espace modélisé.

Afin de répondre au mieux à vos besoins, ces calculs peuvent être réalisés en une, deux ou trois dimensions avec plus ou moins de complexité et de précisions selon l’état d’avancement de votre projet et vos souhaits de développement.

La simulation CFD (Computational Fluid Dynamics) est l’un des types de calcul les plus complexes du fait des équations physiques mises en jeu. Les résultats de ce type de simulation dépendent pour beaucoup des choix de modélisations (choix des équations, hypothèses aux limites du domaines d’études, conditions initiales…) et peuvent varier très fortement selon les choix réalisés. Les simulations CFD permettent de modéliser le déplacement de fluides (gaz/liquide).

Au-delà de l’étude de la mécanique de fluides traditionnelle, il est notamment possible d’étudier l’interaction des fluides (entre eux ou avec la matière), le transport de composants (électrique, chimique, thermique) ou de particule, ou encore le changement des propriétés (viscosité, densité…) ou de phase (solide, liquide, gazeuse) des fluides.

La simulation numérique offre d’exceptionnelles possibilités mais il est parfois difficile d’identifier le calcul que l’on souhaite entreprendre. La première démarche d’optimisation, souvent liée à des calculs paramétriques, consiste à calculer plusieurs configurations puis affiner les paramètres initiaux afin de tendre vers un résultat souhaité.

Cette démarche est suffisante si les calculs sont rapides et si l’on a une idée des ordres de grandeurs des variables mises en jeu en fonction de ce que l’on cherche. Dans le cas contraire il est possible de mettre en place un module d’optimisation qui va lui-même évaluer le résultat optimal d’une problématique en fonction d’un ou de plusieurs critères ou restrictions qui peuvent toucher plusieurs physiques, la géométrie et/ou le choix des matériaux.

Le système de calcul paramétrique permet de réaliser des études plus approfondies. Au cours d’une simulation numérique, il est ainsi possible de faire varier une ou plusieurs variables, par valeurs constantes ou d’après une évolution prédéfinie (linéaire, sinusoïdale, polynomiale, selon un comportement expérimental…). Ce type de calcul permet également une parallélisation des calculs et ainsi une analyse plus aisée de cas dont on fait varier un ou plusieurs paramètres.