Ressources partagées

RENADIAG TOFU

RENADIAG TOFU (tracking of ultrafast phenomena) est une plateforme expérimentale innovante dédiée à l’utilisation de sources laser ultra-rapide pour la détection et le suivi d’événements ultra-brefs ou rares. Cette plateforme de métrologie optique, financée par la région Normandie et l’Union Européenne, s’appuie sur le savoir-faire du CORIA pour la conception et l’utilisation de sources laser, notamment à base de fibres optiques, à différentes longueurs d’onde dans le proche (NIR) et moyen infra-rouge (MIR). A travers cette plateforme, le laboratoire dispose de moyens uniques pour la préparation de fibres optiques spéciales et pour la réalisation de techniques d’imagerie ultra-rapides originales basées sur ces fibres ainsi que pour la caractérisation de ces derniers.

CARAC-SOOT

Le laboratoire dispose, au sein de son département optique et laser, d'une plateforme expérimentale avancée pour la génération et la caractérisation de suies. On peut accéder à la distribution de taille des aérosols nanométriques par mesures ex-situ (SMPS) ou in-situ (diffusion angulaire). Les concentration massiques ou volumiques sont également accessibles après prélèvement (PPS Pegasor) ou en in-situ (Laser Induced Incandescence). Il est également possible de prélever des particules et de procéder à des analyses morphologiques de ces dernières sur la base de clichés de microscopie électronique (MET).

YALES2

Le code YALES2 est une plateforme numérique massivement parallèle sur laquelle de nombreux solveurs ont été développés depuis 2009 pour traiter divers problèmes physiques : écoulements incompressibles, combustion, écoulements diphasiques, transfert de chaleur, transfert radiatif, etc….
Tous ces solveurs reposent sur une bibliothèque numérique commune qui inclue les éléments de base tels que des solveurs linéaires hautement optimisés, du raffinement automatique de maillage, l'intégration volumes-finis d'ordre élevé, des entrées-sorties parallèles, etc.
YALES2 s'appuie sur des maillages non structurés qui permettent de décrire facilement et efficacement des géométries complexes et sur une technique d'adaptation dynamique de maillage entièrement parallèle pour améliorer la résolution dans les zones physiquement pertinentes afin de réduire le coût de calcul.
Il peut donc facilement traiter des maillages composés de milliards de tétraèdres, ce qui permet la simulation numérique directe de configurations de laboratoire et semi-industrielles.

YALES2 est actuellement utilisé par plus de 300 personnes dans les secteurs universitaire et industriel.
La bibliothèque est composée d'environ 500'000 lignes de Fortran orienté objet et son parallélisme est actuellement assuré par un paradigme purement MPI, bien qu'une version hybride OpenMP/MPI ainsi qu'une version GPU soient en cours de développement.
D'un point de vue numérique, YALES2 repose sur une approche volumes-finis centrée sur les nœuds qui garantit naturellement la conservation des quantités transportées.
Il comporte différentes méthodes numériques, et plus particulièrement un schéma de convection d'ordre 4 qui est particulièrement bien adapté à la Simulation des Grandes Echelles (LES), car il peut transporter les tourbillons présents dans l'écoulement sur de longues distances sans les dissiper artificiellement.

La partie centrale du code est le solveur de Navier-Stokes à faible nombre de Mach pour les écoulements à densité constante qui résout l'ensemble des équations suivantes :

(1)  

(2)  

Pour ce faire, elle s'appuie sur la méthode de projection proposée par Chorin (1968) pour imposer la contrainte d'incompressibilité sur la vitesse.
Cette méthode est composée d'une première étape appelée prédiction :

La vitesse obtenue suite par cette prédiction ne respecte pas la contrainte d'incompressibilité, il faut donc la corriger grâce à l'ajout de la pression obtenue obtenue en résolvant une équation de Poisson :

La discrétisation de cette équation de Poisson sur un maillage fournira alors un système linéaire dans lequel les inconnues sont la pression à chaque nœud.
Ce système linéaire peut donc être extrêmement grand pour des applications réelles (le maillage standard pour les problèmes 3D se situe maintenant entre 10M et 500M cellules) et ne peut être résolu qu'avec des méthodes dédiées, adaptées à un environnement massivement parallèle.
Même avec des dizaines d'années de R&D sur les solveurs linéaires, la résolution de l'équation de Poisson dans les écoulements turbulents représente toujours la majeure partie du coût de calcul.
De plus, la résolution de ce système linéaire devient de plus en plus difficile lorsque la taille du maillage et le nombre de CPU augmentent.
La première raison est liée au conditionnement du système linéaire qui est une mesure du rapport entre la plus grande et la plus petite échelle du problème.
L'autre raison est liée à la nécessité d'effectuer des opérations parallèles pour résoudre le système linéaire.
Dans YALES2, ce système est résolu avec un solveur itératif de type gradient conjugué couplé à une méthode de préconditionnement basée sur un algorithme de déflation, qui résout d'abord le système sur une grille plus grossière et effectue ensuite une projection de cette solution grossière sur le maillage fin avant d'effectuer une étape classique de gradient conjugué.

ARCHER

ARCHER est un code de calcul haute performance développé au laboratoire CORIA. C’est l’acronyme de Academic Research Code for Hydrodynamic Equations Resolution (Code de Recherche Fondamentale pour la Résolution des Équations de l’Hydrodynamique). Il tient aussi son nom du poisson archer qui est connu pour chasser ses proies en leur jetant un jet d’eau.

ARCHER a pour objectif de mener des Simulations Numériques Directes des écoulements diphasiques qu’ils soient turbulents, incompressibles ou compressibles, avec changement de phase, et/ou en présence de frontières solides. Les données de ces simulations servent pour l’analyse des propriétés physiques (géométriques, morphologiques, topologiques et dynamiques) de différents phénomènes tels que l’atomisation et la formation des sprays, la dispersion, l’évaporation, la séparation de phase, la captation d’aérosols. La très étroite collaboration des développeurs d’Archer avec des expérimentateurs est aussi remarquable. Ce savoir est capitalisé afin de construire ou d’améliorer des modèles physique-dépendant, notamment le modèle ELSA.

Il fut l’un des premiers codes au monde à réaliser une simulation d’atomisation d’un jet liquide dans une configuration d’injection réaliste.