Micro Systèmes n°93 janvier 1989
Micro Systèmes n°93 janvier 1989
  • Prix facial : 30 F

  • Parution : n°93 de janvier 1989

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Société Parisienne d'Edition

  • Format : (203 x 271) mm

  • Nombre de pages : 182

  • Taille du fichier PDF : 160 Mo

  • Dans ce numéro : systèmes experts et psychologie cognitive.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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nihilo : ils partent de données expérimentales fournies par les essais en soufflerie. Puis après coup, on revient à la soufflerie pour vérification. Simulation numérique, à l'Onera, des écoulements visqueux de fluide compressible. Carte des nombres de Mach autour d'un profil (, = 0° M = 0,85 - Rc 10 000). 114 - MICRO-SYSTEMES Le calcul s'essouffle Il faut néanmoins bien indiquer que les deux domaines ne se recouvrent pas toujours entièrement. Il ne suffit pas de dire : on va prendre un objet, calculer l'écoulement autour de cet objet, puis on va faire une maquette de cet objet, la mettre en soufflerie et comparer. Actuellement, les techniques de visualisation en soufflerie sont très avancées, notamment grâce aux travaux de l'Onera, alors que, dans le domaine de la visualisation sur ordinateur, on n'est pas si avancé aujourd'hui. L'Onera a fait des progrès récents en matière de tridimensionnel, mais beaucoup reste à faire. Lorsqu'on est amené à montrer des comparaisons calcul/expérience, on peut le faire, mais d'une façon plus abstraite en montrant un objet 3D et son évolution au cours du temps. On montre une courbe de pression, une polaire, mais ce n'est pas très parlant. Chaque année, l'Onera organise un colloque scientifique, et les trois quarts de l'intervention du directeur de l'aérodynamique sont consacrés à ces résultats qui ne sont parlants que pour les spécialistes. Il faut dire que le calcul numérique est plus jeune que l'expérimentation, et l'état d'avancement dépend à la fois des techniques de visualisation numérique et aussi des techniques de calcul. C'est seulement depuis peu que l'on peut accéder à des calculs d'écoulement tridimensionnel représentatifs de configurations comparables à la réalité. De ce fait, il y a un peu de « traînage » sur le développement des outils de visualisation numérique. En parlant en termes d'enjeu, il faut d'abord considérer l'historique. Les méthodes numériques remontent au début des années 70 et, à cette époque, on était capable de faire, compte tenu des ordinateurs disponibles, des choses extrêmement simples, de type bidimensionnel, subsonique. C'est seulement depuis une dizaine d'années que l'on arrive à des outils de calcul qui peuvent dans une certaine mesure se substituer en partie ou en totalité aux techniques de prédiction d'écoulement réels. Par ailleurs, la complexité à laquelle donne accès le calcul reste quand même encore inférieure à celle de la soufflerie. Donc, l'objectif de la soufflerie est de vérifier les configurations retenues pour construire des avions ou des moteurs, de façon à disposer d'une information qui soit la plus fiable possible, de préférence dans les mêmes conditions de nombre de Mach, de nombre de Reynold, — et, si elles ne le sont pas, on a des règles d'analogie au niveau expérimental qui permettent de compenser le manque d'exactitude de paramètres clés de la configuration étudiée. Du côté des méthodes de calcul, l'avan- Janvier 1989
tage est celui de la facilité de mise en oeuvre. Il est ultrafacile de changer un paramètre, donc le nombre de Mach, l'incidence, la forme d'une géométrie. Peut-être la méthode de calcul ne serat-elle pas capable de prendre 4es détails de géométrie aussi bien qu'une soufflerie, mais, en revanche, les modifications du programme de calcul ne vont demander que quelques ingénieurs/jour, alors que le développement d'une campagne d'essais de grandes dimensions va exiger quelques ingénieurs/an. Si vous voulez optimiser une forme, il est beaucoup plus facile de faire une étude paramétrique par le calcul, même si le calcul est moins précis. Celui-ci donnera les tendances, et, lorsqu'on aura dégagé les tendances et l'optimisation, on fera ensuite appel à la soufflerie pour vérifier de façon plus précise cette configuration. Dans le domaine du motorisme, on envisageait autrefois une dizaine de possibilités, et toutes les dix devaient passer au banc avant qu'on puisse en retenir une. Aujourd'hui, grâce au calcul, on peut se limiter à deux ou trois. Il y a maintenant un dégrossissage des DOSSIER formes par le calcul, puis sollicitation de l'expérience in fine. Ceci est possible dans la gamme de basses vitesses, aussi bien pour l'aérodynamique interne qu'externe. En revanche, il y a dans certains cas des conditions critiques et le recouvrement ne peut pas être obtenu. En soufflerie, il y a des problèmes de nombre de Reynolds : on ne peut mettre en soufflerie des objets de très grandes dimensions, et il faut avoir recours à des calculs d'analogie de Reynokg. Les problèmes les plus difficiles sont maintenant ceux des corps de rentrée hypersonique dans l'atmosphère. Les corps de rentrée, comme « Hermès » par exemple, vont voler dans des conditions telles qu'aucune soufflerie ne peut restituer. On va donc demander au calcul de tout prédire, avec une marge d'incertitude non nulle, mais on va tenter néanmoins d'asseoir les calculs sur des configurations de recouvrement. Seulement, le calcul va donner accès aux configurations réelles, et on va reproduire à la fois par le calcul et par l'expérience les configurations sur lesquelles les calculs seront étalonnés. C'est l'aspect nouveau de la simulation numérique. Simulation numérique, à l'Onera, de l'écoulement autour du missile Aster de l'Aerospatiale, piloté par jet. Ci-dessus : maillage de la peau du missile, carte des nombres de Mach dans le plan de symétrie et un plan transversal à l'ogive, tracé de deux lignes de courant. Ci-dessous : maillage de la peau du missile et carte des nombres de Mach dans le plan de symétrie du jet (doc. Onera). La productivité du calcul La recherche en France et en Europe essaie de refaire, à une échelle adaptée, l'équivalent de ce qui se fait en recherche de pointe à l'extérieur, compte tenu de la différence d'échelle en ressources humaines et d'ordinateurs, et en financement. Mais il faut bien dire que les moyens français et européens ne sont pas à la hauteur des moyens américains ou russes dans ce domaine. Ceci implique qu'on mette en place un appareil de recherche, comme un appareil de production aussi évolué que possible. En termes d'informatique, cela doit conduire nécessairement à rapprocher au mieux le chercheur des moyens informatiques. Il faut avoir les outils les plus performants du marché. Certes, l'Onera utilise deux Cray, mais cela ne suffit pas. Il faut aussi donner à ces machines puissantes tout un environnement de programmation et un ensemble de périphériques qui soient à la hauteur de ces ordinateurs. Le résultat final, c'est-à-dire la productivité des études, en dépend très fortement. Il faut d'abord, en matière de logiciels de base, être aussi proche que possible des standards. Cela commence par Unix, par Ethernet, par une norme graphique — PHIGS, Programmers Hierarchical Interactive Graphic System (Système graphique interactif hiérarchique du programmeur). Les Américains, qui avaient peu apprécié de devoir accepter dans le cadre de l'ISO la norme GKS poussée par les Européens, mais seulement 2D, ont fait en sorte que la prochaine norme vienne des USA et qu'elle soit 3D. En choisissant ces standards, on est assuré de la pérennité des investissements logiciels qui sont très élevés. Il faut aussi parvenir à réaliser des trai- Janvier 1989 MICRO-SYSTEMES — 115



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