Des algorithmes de nouvelle génération pour un secteur aérospatial plus compétitif
«Nous avons besoin d’une nouvelle génération d’outils de CFD capables de tirer le meilleur parti des systèmes à 1 exaflop et, plus tard, des systèmes exaflopiques.»
Le prototypage, les campagnes d’essais en soufflerie et les tests en vol réel sont très coûteux pour la recherche et le développement aérospatial. La reproduction de ces tests dans l’espace numérique — connue sous le nom de mécanique des fluides numérique (MFN) — a considérablement réduit les coûts des tests et les délais de mise sur le marché. Mais ces modèles peinent à répondre à l’augmentation de la puissance de calcul, ce qui prive les constructeurs d’avions de ressources indispensables. «Nous avons besoin d’une nouvelle génération d’outils de MFN capables de tirer le meilleur parti des systèmes à 1 exaflop et, plus tard, des systèmes exaflopiques qui devraient être disponibles dans moins de trois ans», déclare Oriol Lehmkuhl, chef du groupe de mécanique des fluides numérique à grande échelle au Centre de supercalcul de Barcelone. Avec NextSim, le coordinateur du projet Oriol Lehmkuhl et ses partenaires promettent un ensemble de nouveaux algorithmes dont la convergence et la précision seront améliorées. Comme il l’explique, «la recherche de NextSim évaluera et améliorera les algorithmes fondamentaux utilisés dans les solveurs de simulation aéronautique. Nous voulons réduire à moins d’une heure le temps nécessaire à la réalisation d’une simulation d’avion en 3D, et à une nuit le temps nécessaire à la fourniture de solutions complexes de simulations de résolution d’échelles de turbulences instationnaires en 3D. Cela permettra aux concepteurs d’avions d’obtenir bien plus de résultats optimisés en moins de temps.» Le projet s’inscrit dans un contexte d’utilisation croissante de la MFN, et de demande industrielle de plus vastes et plus longues simulations. Les outils numériques actuels fournissent des temps de calcul excessivement longs pour des problèmes d’importance industrielle, et les utilisateurs ont été confrontés à un manque de fiabilité et de précision de ces solutions dans des conditions de vol extrêmes. Comme le fait remarquer Oriol Lehmkuhl, «ces lacunes empêchent le déploiement industriel complet des outils virtuels à des fins de conception et de certification. Cela s’applique non seulement à l’industrie aéronautique, mais également aux secteurs de l’automobile, de l’énergie éolienne, de la propulsion, de la fabrication additive et à bien d’autres encore.» L’un des principaux efforts de NextSim consistera à démontrer ses méthodologies dans le cadre de problèmes pertinents pour le marché, définis par Airbus, partenaire du projet. Bien qu’elle se concentre sur des questions aéronautiques telles que la réduction des émissions, la sécurité, les nuisances sonores et les performances, la recherche du projet peut être appliquée à tout secteur s’appuyant sur la discrétisation numérique et l’intégration d’équations différentielles partielles pour ses conceptions.
Mots‑clés
NextSim, CHP, calcul à haute performance, superordinateur, technologies, souveraineté numérique, informatique quantique, innovation, informatique verte, efficace sur le plan énergétique, compétences, PME