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Newsletter date: 28 December 2009

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Lettre d'information de Code_Aster

Code_Aster Libre version 10.1 (sources) disponible en téléchargement

La version de développement de Code_Aster Libre version 10.1 est disponible en téléchargement. Il s’agit de la version stabilisée en décembre 2009.

Le format de diffusion reste le même : une unique archive contenant Code_Aster et tous les outils annexes sous forme de code source.

Outre Code_Aster, on retrouve les dernières mises à jour disponibles : astk 1.8.0 (interface graphique de lancement d’Aster), Eficas 1.17 (éditeur graphique de fichiers de commandes), Homard 9.5 (outil de raffinement et déraffinement de maillages), la bibliothèque med 2.3.6 (échange de maillages et de champs avec des codes tiers), metis-edf-4.1 (outil de renumérotation), mumps 4.8.4 (solveur direct) etc.

Les pré-requis sont :

  • une version récente de Python (2.4 ou 2.5),
  • un compilateur fortran,
  • un compilateur C/C++.

Pour l’installation, consultez le fichier README, puis

python setup.py install.

Il est conseillé d’utiliser les compilateurs Intel s’ils sont disponibles pour Code_Aster, Mumps et Metis et les compilateurs GNU pour les autres produits embarqués.

Code_Aster fait barrage

Introduction d’une nouvelle loi de comportement pour les joints d’un barrage

par K. Kazymyrenko, J. Laverne et V. Guyonvarh, EDF R&D / AMA

Une nouvelle loi de comportement JOINT_MECA_RUPT, qui modélise les différents types de joints d’un barrage, a été introduite dans Code_Aster. Grâce à cette évolution, une modélisation de barrages industriels prenant en compte le chaînage hydro-mécanique est désormais possible. Le principe consiste à ajouter une pression à la loi mécanique du joint dépendante de son ouverture actuelle -> cela fait évoluer la fissure -> on effectue alors une boucle de calculs avec un calcul mécanique pour la propagation de la fissure et un calcul hydraulique pour la mise à jour de la pression. Le modèle a été testé sur un cas test représentant un barrage en béton posé sur un rocher.

Le chaînage est utilisable actuellement via un jeu de commandes python.

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Cas test pour le modèle de joint avec chaînage hydromécanique - Champ de déplacement du barrage

Un nouveau test pour la formation en dynamique

Refonte des cas-tests de formation pour la dynamique

par E. Boyère, EDF R&D / AMA

Pour ses besoins internes (uniquement), EDF réalise des formations à l’utilisation de Code_Aster. Les cas tests en support des travaux pratiques de ces formations sont facilement identifiables dans la base de cas-tests : de nom FORMA***.

Les travaux pratiques de la formation en analyse dynamique ont été récemment rénovés et un nouveau cas test correspondant FORMA12 et sa documentation ont été livrés en version 10.1.2. Il s’agit d’un plancher épais en béton soumis à l’excitation sinusoïdale d’un moteur à l’une de ses extrémités. On utilise une modélisation en éléments volumiques 3D. On montre dans ce TP l’intérêt d’utiliser la correction statique pour le calcul transitoire sur base modale et on applique une loi non linéaire pour simuler le comportement du béton.

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Plancher béton épais - 4ème mode

Code_Aster fait de la génétique et recale la dynamique !

Recalage des modèles dynamiques avec Code_Aster et ajout d’un algorithme génétique d’optimisation

par I. Nistor et C. Bodel, EDF R&D / AMA

De nouvelles fonctionnalités viennent d’être implémentées dans Code_Aster pour réaliser le recalage des modèles numériques à partir des résultats expérimentaux. Ainsi, la commande MACR_RECAL est disponible maintenant (à partir de la version 10.1.2) aussi pour le recalage des paramètres d’un modèle dynamique en utilisant des données expérimentales issues de l’analyse modale. Ce développement permet de mettre en commun les efforts des équipes d’essais sur site et celles des ingénieurs d’études afin d’améliorer la qualité des modèles numériques en dynamique pour une meilleure prédiction de leurs simulations.

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Déformée pour le 9ème mode propre - résultat expérimental

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Déformée pour le 9ème mode propre - résultat numérique

Le processus de recalage d’un modèle dynamique est basé sur la comparaison des modes propres identifiés expérimentalement avec ceux calculés par le modèle numérique. Une fonction objectif composée par les différences des fréquences propres et les termes diagonaux de la matrice de MAC (Modal Assurance Criterion) est minimisée à l’aide des algorithmes d’optimisation. Sur la figure ci-dessus on montre, à la fin du processus de recalage, la bonne concordance obtenue, entre l’expérience à gauche et le numérique à droite, pour le 9-ème mode propre d’une plaque ayant une masse discrète placée dessus.

Une fenêtre graphique (voir la figure ci-dessous) aide l’utilisateur pour piloter manuellement l’appariement des modes propres au cours du processus s’il le souhaite.

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Fenêtre graphique permettant l’appariement des modes propres

Une autre nouveauté concernant le recalage avec Code_Aster concerne l’enrichissement de la gamme des algorithmes d’optimisation déjà disponible avec un algorithme génétique. Fruit du partenariat avec Politecnico du Milano, ce nouvel algorithme, basé sur le mécanisme de la sélection naturelle et le replacement des individus d’une population en fonction de leurs « performances » permet une exploration efficace de l’espace topologique des paramètres à recaler en évitant ainsi les minima locaux. Il peut être utilisé seul (METHODE = ‘GENETIQUE’) ou dans le cadre d’une technique hybride (METHODE = ‘HYBRIDE’) qui met en œuvre une recherche initiale grossière avec l’algorithme génétique suivie par un affinement réalisé par l’algorithme de Levenberg-Marquardt.

Du nouveau pour les grandes déformations !

Introduction d’un formalisme de grandes déformations adapté à la plupart des comportements

par J.-M. Proix et R. Bargellini, EDF R&D / AMA

Jusqu’à présent, les grandes déformations en tant que telles étaient disponibles dans Code_Aster par deux biais : le formalisme PETIT_REAC, simple réactualisation de la géométrie suivi d’un calcul en petites déformations ; le formalisme SIMO_MIEHE, dont la partie réversible est hyper-élastique, mais disponible uniquement avec les écrouissages isotropes.

Aucun formalisme grandes déformations n’était donc disponible pour les écrouissages cinématiques par exemple.

A partir de la version 10.1.1, cela est désormais le cas !

En effet, un modèle hypo-élastique, dû à Simo et Hughes, est disponible sous le mot clé DEFORMATION = GDEF_HYPO_ELAS ; il est possible de le combiner avec toutes les lois élasto-plastiques à écrouissage de type von Mises.

Ce modèle se base sur une configuration tournée objective dans laquelle les dérivées sont réalisées. Il est incrémentalement objectif, comme le montre le cas de traction rotation alternée ci-dessous.

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Phase 1 : Traction uniaxiale

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Phase 2 : Rotation

On considère un cube soumis à une traction importante engendrant une grande déformation de celui-ci ; après cette première phase, une rotation d’ensemble du cube déformé est appliquée. Cette rotation n’engendrant aucune déformation supplémentaire, elle ne doit pas modifier l’état de contrainte du cube.

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Déformation au cours du temps

La figure ci-dessous présente la contrainte de von Mises pour une loi à écrouissage isotrope durant 4 phases traction/rotation successives. Les paliers de contraintes durant les rotations montrent le caractère objectif des lois de Simo_Miehe et de GDEF_HYPO_ELAS, alors que l’utilisation de PETIT_REAC, même avec des incréments de rotation petits, engendre des contraintes parasites. Ce résultat demeure vrai avec les écrouissages cinématiques, couplés et même visqueux.

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Éprouvette en traction rotation : évolution de la contrainte de von Mises au cours du temps