Réponse:
Cette FAQ donne d'abord un aperçu des différences entre la vérification et traite ensuite d'un aspect essentiel de l'assurer de la qualité dans la CFD : vérification de solution. C'est une étape essentielle pour garantir l'exactitude et la fiabilité des calculs CFD. Nous vous expliquerons ci-dessous les aspects clés de la vérification des solutions en CFD et vous fournirons des conseils pratiques pour votre travail.
A. Validation contre vérification
Il est tout d'abord important de faire la distinction entre la validation et la vérification. La validation montre que les équations correctes sont résolues, ce qui signifie que la simulation résout la tâche donnée avec le modèle choisi. Pour les applications CFD, une distinction doit être faite entre la « vérification du programme » et la « vérification de la solution ». La vérification de programme est destinée à montrer qu'un logiciel calcule correctement dans ses conditions, en résolvant correctement les équations. La vérification du calcul, c'est-à-dire la vérification de solution, vise à s'assurer que le calcul est cohérent, c'est-à-dire qu'une solution stable a été atteinte là où les effets attendus se produisent et ne dépendent plus de manière significative du modèle utilisé. Alors que la vérification des programmes est effectuée par le fabricant du logiciel, la vérification des solutions est toujours effectuée par l'utilisateur.
B. Pourquoi la vérification de la solution est-elle si importante ?
- Les modèles CFD sont toujours des approximations de la réalité. Elles impliquent des simplifications et des hypothèses qui peuvent entraîner des écarts.
- Les équations mathématiques sous-jacentes ne peuvent souvent pas être résolues exactement et nécessitent des méthodes numériques.
- La qualité des résultats dépend de l'utilisateur. L'utilisateur doit s'assurer que le bon modèle est utilisé pour la tâche spécifique.
Contrairement à la vérification de solution, la vérification du programme est effectuée et documentée par le fabricant du logiciel, tel que Dlubal Software GmbH. Pour plus d'informations, consultez nos exemples de vérification, nos articles de la base de connaissance et notre FAQ sur RWIND.
C. Étapes en béton et liste de vérification pour la vérification de la solution
Le modèle WTG Merkblat M3 « Numerische Simulation von Windströmungen » fournit une liste de vérification du béton pour la vérification des solutions dans la section 5.2 :
modélisation
- Le modèle choisi permet-il de représenter les effets souhaités ?
- La bonne échelle a-t-elle été utilisée ?
- La zone d'étude est-elle suffisamment grande ? (voir 4.1.3)
- Le taux de blocage est-il suffisamment faible ? (voir 4.1.3)
- Les conditions aux limites ont-elles été correctement définies ?
- Les valeurs d'entrée sont-elles suffisamment décrites (largeur de la largeur, variabilité) ?
Qualité du maillage
- La grille est-elle assez fine aux points critiques ?
- L'influence de la grille sur la solution est-elle connue ?
- La grille fonctionne-t-elle aussi bien pour différentes directions d'écoulement ?
Paramètres numériques
- La convergence des valeurs visées souhaitées a-t-elle été atteinte ?
- La résolution temporelle est-elle suffisante pour les phénomènes attendus ?
Plausibilité
- Le flux se produit-il dans la bonne direction ?
- Les points de séparation du flux sont-ils plausibles ?
- Les coefficients de pression et d'aspiration sont-ils plausibles ?
- Les fluctuations de la vitesse du vent sont-elles plausibles ?
- La distribution des paramètres de turbulence est-elle appropriée ?
Cette liste fournit les critères minimaux pour vérifier les différents aspects d'une solution CFD et peut être allongée individuellement.
D. Résumé et perspectives
La vérification de solution est un aspect important de la CFD du côté utilisateur pour garantir la fiabilité et l'exactitude des simulations. Grâce à l'évaluation systématique de la modélisation, de la qualité du maillage, des paramètres numériques et de la plausibilité, les ingénieurs peuvent vérifier et confirmer que les simulations implémentées fournissent des résultats réalistes et fiables. L'effort de vérification est déterminé en grande partie par la complexité du modèle, qui devrait être justifiée par les exigences du problème d'analyse. Une attention particulière doit être accordée aux précautions nécessaires à la réalisation de la vérification des solutions, car elle nécessite un équilibre entre l'effort et la profondeur de l'enquête.
Sources
- Windtechnologische Gesellschaft WTG eV (2023). WTG-merkblat M1 – Expériences en soufflerie dans le domaine de l’aérodynamique du bâtiment. Aix-la-Chapelle : WTG.
- Windtechnologische Gesellschaft WTG eV (2023). WTG-merkblat M3 – Simulation numérique des flux de vent. Aix-la-Chapelle : WTG.
- VDI eV (2015). directive VDI 6201 - Logiciels de calcul de structure. Düsseldorf : VDI.
