Simulation numérique multidisciplinaire

Simulation numérique intégrée pour plus de précision

Dans la majorité des entreprises, la simulation numérique constitue une activité cloisonnée au sein d’une équipe ou une discipline technique. Or, les performances, la sécurité et la fiabilité des produits sont en grande partie déterminées par les interactions entre ces disciplines. L’analyse « multi-physique » par les éléments finis permet de tenir compte en partie de ces interactions, mais la base mathématique qui sous-tend les disciplines varie fondamentalement d’une discipline à une autre. La dynamique multi-corps, l’analyse par les éléments finis, et les modèles de système de contrôle/commande, par exemple, sont des domaines qui ne s’appuient pas sur les mêmes bases numériques, d’où la difficulté d’une véritable évaluation systémique.

La simulation numérique multidisciplinaire permet aux applications numériques dans la quasi-totalité des régimes mathématiques de partager des données, permettant une modélisation et une analyse du système complet. Au-delà de la multi-physique, la simulation numérique multidisciplinaire permet d’intégrer l’analyse par éléments finis, les contrôles, la dynamique multi-corps, les différences finies, les équations à forme close, et plus généralement, de combiner les simulations en dépassant le périmètre des différentes disciplines. Les solutions multidisciplinaires (MD) offertes par MSC permettent une analyse interactive des couplages physique: multi-corps/structure, thermomécanique, systèmes et contrôles/commandes, multi-physique, interaction fluide-structure (FSI), enchaînement de ruptures de composites, implicite-explicite… La robustesse de nos solutions permet aux ingénieurs de résoudre les défis techniques les plus complexes. En fonction du type d’analyse, les ingénieurs peuvent utiliser les solutions MD de deux manières – couplage direct (par application simultanée des différentes physiques au modèle) ou chaînage automatique (passage de différent cas de charge d’une analyse à la suivante).

Analyse électrostatique-mécanique couplée d’un système micro-électromécanique (MEMS)

Visualisation de contraintes sur un volet intérieur flexible d’avion d’affaires

Effets thermomécaniques du soudage

Solutions multidisciplinaires disponibles :

Précontrainte - simulation implicite (condition initiale d’uncalcul explicite)

Simulation explicite (simuler l’endommagement et extraire la masse et l’inertie en cas de balourd impactant la dynamique d’un rotor)

Charge de balourd

Simulation Implicite-Explicite-Implicite

MSC.Software propose des solutions multidisciplinaires pour effectuer des analyses implicites-explicites-implicites intégrées permettant d’utiliser MD Nastran pour simuler avec plus de précision et d’efficacité des problèmes survenant dans les réacteurs d’avions lors de la dislocation d’une aube.

Un événement de ce type peut être extrêmement non linéaire en raison des lourdes aubes à corde large intégrées à la nouvelle génération de turboréacteurs à taux de dilatation élevé. Les nouvelles aubes à corde large répondent aux demandes des constructeurs de moteurs à plus forte poussée offrant de meilleures performances et un poids optimal. Les constructeurs de cellules et de moteurs d’avions utilisent des procédures d’analyse informatisées pour aider à la conception du système de propulsion et les structures d’aile adjacentes.

Or, les constructeurs ne partagent pas leurs modèles en éléments finis et ont l’habitude de recourir à l’élaboration d’un nouveau modèle en fonction de l’objectif de l’analyse. Par exemple, des modèles utilisés pour simuler la dislocation de pales peuvent dépasser les deux ou trois millions d’éléments, tandis qu’un modèle utilisé dans la dynamique des rotors est beaucoup plus grossier, comptant moins de 50 000 éléments. La difficulté est alors de transférer les charges calculées pour la simulation du comportement du turboréacteur par le solveur explicite MSC à partir d’un modèle à maillage très fin vers un modèle plus grossier pour une simulation en dynamique de rotors, tout cela dans un environnement de modélisation commun.

Le logiciel MD Nastran de MSC.Software fournit une solution pour la simulation multidisciplinaire automatisée qui permet de modéliser dans un environnement unique la simulation d’événements survenant dans un turboréacteur. La base de données maître de MD Nastran est adaptée pour ne tenir compte que des charges utiles à l’expérience FBO et autres informations pertinentes pour la simulation de la dynamique des rotors, sans compromettre la confidentialité de la géométrie des modèles et les détails de modélisation.