Elligno Inc.

Architecte Logiciel/ Programmeur Scientifique (Scientific Simulation Framework)

Project: Depuis les 5 dernières années nous travaillons sur un projet de recherche et développement en modélisation physique. Le but est de construire un environnement de programmation de type framework pour la modélisation physique, permettrait de prototyper rapidement des simulateurs physique. Nous utilisons les concepts d’Orientée-Objet Numérique et les concepts de plug-in (logiciel est organisé en librairies), le principal avantage de cette approche, est la flexibilité dans la programmation d’algorithme et de solveur mathématique. Ceci permet d’accélérer l’étape de prototypage. Présentement la principale application est dans le domaine de la simulation des écoulements à ciel ouvert (application industrielle dans la production hydro-électrique). Dans ce domaine on veut souvent tester ou valider des algorithmes rapidement sur le problème du bris de barrage (plug-in appelé Dam Break++). Le Framework contient également une librairie de mathématique 3D qui est optimisé pour les opérations à virgule flottante. Finalement, en cours développement, une librairie physique 3D pour la modélisation (simulation) de corps rigide (physique 3D). Finalement un GUI est fourni avec le Framework afin d’aider à debugger et à visualiser les résultats de simulation.

Résultat

Modélisation de la Propagation d’une Onde de choc

Un schéma semi-discret au deuxième ordre en temps et en espace (modèle aux volumes finis) basé sur une discrétisation aux différences finies est utilisé pour résoudre les équations de Shallow-water. Le modèle avance par « pas » de temps selon un solveur de Runge-Kutta qui utilise une méthode prédicteur-correcteur. Les flux numériques sont calculés par un solveur de Riemann de type HLL (Harten-Lax-van Leer). Un schéma simple TVD est employé pour la méthode de capture de choc et une fonction de flux «Minmod limiter» est utilisée. Dans la figure ci-dessous nous voyons les profils de la propagation de l’onde de choc. La solution numérique est comparée avec les résultats analytiques. Les erreurs de la solution analytique sont estimées et présentées.

Image fichier : HLLScheme.jpg