L'interaction animée entre solides et fluides
Que ce soit l'allumage de la capsule de fusion par confinement inertiel ou la mécanique des supernovas, la simulation du mouvement des fluides n'a rien de simple. Les liquides et les gaz interagissent entre eux et avec des matières solides. En outre, ces interactions peuvent se produire à des températures et à des pressions élevées. Pour simuler les interactions entre les fluides et les solides, les scientifiques ont travaillé sur une DFC à code source ouvert. girdap a été développé dans le cadre du projet CART3DADAPT (Marker-based, 3-D adaptive Cartesian grid method for multiphase flow around irregular geometries) pour les chercheurs et les éducateurs. Le nouveau code DFC fournit les bases pour les simulations numériques des équations de la dynamique des fluides complexes, comme les équations de Navier-Stokes. Il est conçu pour éviter les détails fastidieux de la programmation lors de l'élaboration de nouveaux algorithmes numériques mais il est également assez simple pour enseigner aux élèves les algorithmes existants. Dans girdap, deux techniques différentes qui permettent le calcul de simulations numériques sur une grille ont été combinées. Une grille stationnaire (eulérienne) a été appliquée pour résoudre le champ d'écoulement, alors que le déplacement des mailles de surface (Lagrangien) modifie la grille afin qu'elle corresponde à l'interface liquide-air et aux limites des solides. Les agencements des grilles indépendantes mais liées ont été combinés pour résoudre l'écoulement des fluides et traiter l'interface des fluides et les limites des solides, promettant un simulateur de fluides efficace. D'autre part, l'affinement et l'accentuation de grille automatisés basés sur le champ de solution garantissent la grande précision des simulations de fluides. Le code de CART3DADAPT est disponible librement sur Github pour améliorer la recherche dans les simulations mécaniques des interactions fluides-solides.
Mots‑clés
Écoulements de fluides, code DFC, girdap, CART3DADAPT, simulations numériques, équations de Navier-Stokes
