Jérémie Tâche
Simulation CFD urbaine avec des logiciels libres
Advancity, le 23 sept. 2015
 A quoi ça sert ?
 Simuler numériquement un système fluide dans des conditions proches du réel
 Faire varier facilement...
Les logiciels libres scientifiques
Gratuits
Pas de frais de licence
Ouverts & évolutifs
Accès au code source
Fréquentes mi...
• Physique
Mécanique des fluides,
Turbulence
Combustion
Transferts thermiques
Transports d'espèces (polluants, etc.)
• Inf...
Modéliser le risque NRBC dans la ville
Contexte
 Client :
 Projets européens
 TWOBIAS (FP7-SECURITY) : améliorer la séc...
Modéliser le risque NRBC dans la ville
Choix des outils open-source
 Logiciel de maillage
 Solveur CFD efficace
 Logici...
Job manager (daemon)
Models
• Dispersion
• Sensors
• Trains
• etc.
Scripts
• Subtasks
• Python
• Shell
Template
• XML
• AS...
Modéliser le risque NRBC dans la ville
Cas d’une dispersion NRBC outdoor
 Modèles
 Dispersion chimique gaz lourds ou lég...
Modéliser le risque NRBC dans la ville
Cas d’une dispersion NRBC indoor
Bio Dispersion in
Museum station
(Prague, Czech Re...
Modéliser le risque NRBC dans la ville
Validations
Validation in Museum station (Prague, Czech Rep.)
MUST validation case ...
Agrément CIR / CII
S.A.R.L. FLUIDIAN
www.fluidian.com
12 rue des trois cèdres
95000 Cergy
Tél : 01 77 62 39 35
E-mail : je...
•Amélioration des
procédés
•Réduction des
consommations
•Amélioration de la
qualité
R&D Industrie
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Simulation CFD urbaine avec des logiciels libres (french)

  1. 1. Jérémie Tâche Simulation CFD urbaine avec des logiciels libres Advancity, le 23 sept. 2015
  2. 2.  A quoi ça sert ?  Simuler numériquement un système fluide dans des conditions proches du réel  Faire varier facilement les paramètres  Comprendre & Optimiser  Comment ça marche ?  Modèles physiques & hypothèses  Algorithmes mathématiques de résolution des modèles  Outils dédiés : CAO, maillage, solveurs  Comparaison à l’expérience  Qui l’utilise ?  Industrie en général,  Automobile, Aéronautique  Météo,  Energie, etc. La simulation CFD Source : Météo France
  3. 3. Les logiciels libres scientifiques Gratuits Pas de frais de licence Ouverts & évolutifs Accès au code source Fréquentes mises à jour Pérennes Communauté d’utilisateurs Parfois difficiles à utiliser Interface, docs Pas de support Que faire « quand ça marche pas » ? Outils spécialisés plusieurs outils au lieu d’un Expertise
  4. 4. • Physique Mécanique des fluides, Turbulence Combustion Transferts thermiques Transports d'espèces (polluants, etc.) • Informatique scientifique Mathématiques appliquées Méthodes numériques Programmation / Développement • Simulation CFD Outils CAO Outils de calcul CFD Visualisation 3D Notre expertise Etudes de modélisation CFD Développement de workflows de calcul Customisation d’outils open-source Automatisation, IHM
  5. 5. Modéliser le risque NRBC dans la ville Contexte  Client :  Projets européens  TWOBIAS (FP7-SECURITY) : améliorer la sécurité dans les infrastructures critiques face au risque NRBC  VITRUV (FP7-ENVIRONMENT) : outil d’aide à la décision multicritères en matière d’urbanisme Workflow de calcul CFD de la dispersion  Easy-to-use : automatisation du calcul (géométrie, maillage, résolution et visualisation des résultats pertinents)  Indoor / Outdoor : capable de simuler précisément en 3D les évènements courts (1h) en indoor (gares, aéroports, métros) et en outdoor (quartiers urbains ~ 500 m)  Dispersions : Biologiques (B) ou Chimiques (C)  Alertes : modélisation de capteurs BC  Léger et performant : simulation d’une situation simple quasiment en temps-réel sur un (gros) laptop, i.e. 1 h simulé en 1h
  6. 6. Modéliser le risque NRBC dans la ville Choix des outils open-source  Logiciel de maillage  Solveur CFD efficace  Logiciel de visualisation + modèles supplémentaires (dispersion, capteurs, trains, etc.) + Scripting (automatisation, triggers) + Haut-niveau de customisation Besoins fonctionnels Plate-forme de maillage développée par le CEA, EDF et OpenCascade Solveur CFD développé par EDF, validé industriellement. Logiciel de visualisation développé par SGI
  7. 7. Job manager (daemon) Models • Dispersion • Sensors • Trains • etc. Scripts • Subtasks • Python • Shell Template • XML • ASCII Input file INPUTS • 3D geometry • 2D shape files • User parameters (ASCII files) OUTPUTS • 3D VRML objects • BC levels read by sensors • Ensight files Langages : Python, Fortran, C, XML, shell Architecture Client léger / réseau TCIP Modéliser le risque NRBC dans la ville Design d’un workflow de simulation CFD
  8. 8. Modéliser le risque NRBC dans la ville Cas d’une dispersion NRBC outdoor  Modèles  Dispersion chimique gaz lourds ou légers  Dispersion d’aérosols pesants 1-100 µm (gravité, dépôt et remise en suspension)  Champs de vent météo (profil de vitesse)  Paramètres utilisateur  Durée de la simulation (<1h)  Type de dispersion  Caractéristiques des sources NRBC
  9. 9. Modéliser le risque NRBC dans la ville Cas d’une dispersion NRBC indoor Bio Dispersion in Museum station (Prague, Czech Rep.)  Modèles  Perturbations par les rames de métro  Capteurs BC  Système virtuel d’alerte  Contre-mesures « à la volée »  Paramètres utilisateur  Données de trafic  Logique de réponse (C2C) USER CASES  Simuler des scénarios d’attaques  Positionnement « intelligent » des capteurs  Tester des scénarios d’alertes  Tester des scénarios de réponses
  10. 10. Modéliser le risque NRBC dans la ville Validations Validation in Museum station (Prague, Czech Rep.) MUST validation case (US Gov.)  Expérimentales  Campagne de mesures sur site (Thales)  Validation expériences militaires (DGA)  Cas-tests publics  Bibliographie Fluidian  Etat de l’art  Validations / articles
  11. 11. Agrément CIR / CII S.A.R.L. FLUIDIAN www.fluidian.com 12 rue des trois cèdres 95000 Cergy Tél : 01 77 62 39 35 E-mail : jeremie.tache@fluidian.fr Partenaires
  12. 12. •Amélioration des procédés •Réduction des consommations •Amélioration de la qualité R&D Industrie •Qualité de l’air •Consommation •Potentiel éolien •Confort & Health care Architecture & BTP •Risque NRBC •Risque sanitaire •Infrastructures critiques Défense & Sécurité Ils nous font confiance

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