CFD Validation (1)

La validation de l’outil de calcul est une étape préliminaire et indispensable dans toute étude numérique conduite suivant les règles de l’art de la CFD. L’objectif étant d’abord de s’assurer que le code numérique qui traduit le modèle mathématique a été correctement écrit. C’est surtout vrai et indispensable pour les codes maisons construits par le chercheur lui-même. Les codes commerciaux largement utilisés et derrière lesquels se trouvent une grande équipe de programmeurs et de testeurs sont supposés clean de ce type de bug. Le second objectif est de comparer et vérifier la validité de la solution numérique pour des cas tests reflétant une physique bien particulière et ciblée.

Le doctorant ou le chercheur qui s’engage dans une étude de simulation numérique se doit de trouver un cas test se rapprochant le mieux du cas étudié. Par cas test, on fait allusion à une étude expérimentale conduite avec le maximum de précaution possible et où on met à disposition toutes les données relatives au domaine de calcul, les conditions aux limites et les résultats expérimentaux.

En théorie et bien sûr logiquement parlant, si on utilise deux codes différents avec le même modèle mathématique et la même grille de calcul, on devrait trouver exactement les mêmes résultats. Les différences qui peuvent exister pourraient s’expliquer par exemple par une mauvaise implémentation d’un modèle de turbulence ou par des différences d’application des conditions aux limites ou autres. C’est pour cette raison que les grands opérateurs dans le monde de la CFD se sont donné pour tâche de créer des cas test, de bien les documenter et de les mettre à la disposition des chercheurs spécialisés.

Parmi les institutions  œuvrant dans ce domaine, on peut citer l’Ercoftac (European Research Community On Flow, Turbulence And Combustion). http://www.ercoftac.org/

Le site web de cette institution est une caverne d’Ali Baba, pleine de cas test dans pratiquement tous les domaines de la CFD. Si vous êtes sur le point de s’engager dans une étude de simulation à caractère numérique vous trouverez surement un cas test se rapprochant du votre ou ayant les mêmes caractéristiques physique.

  • De façon périodique Ercoftac désigne des cas test spécifiques auxquels elle invite les chercheurs de partout dans le monde à y participer ensuite confronter et discuter leurs résultats. La liste et les résultats de ce type de workshop peuvent être consultés sur la page suivante :
  • Si vous êtes à la recherche d’un cas test, faites un tour sur la base de données qui comporte environ une centaine de cas bien répertoriés et classés.
  • Les règles de l’art et les bonnes marches à suivre pour plus d’une soixantaine de cas sont répertoriés sur une page wiki de l’Ercoftac. Les cas sont classés par type d’application et par type d’écoulement. C’est intéressant à consulter avant de s’engager dans une étude numérique.
  • Finalement pour terminer ce post, on peut citer l’ouvrage préparé par l’Ercoftac sur les conseils et marche à suivre pour conduire convenablement une simulation numérique (The Best Practice Guidelines). Malheureusement, le téléchargement de ce manuel est payant et pas disponible pour tout le monde. (Appel : Si quelqu’un qui dispose d’une copie pdf et voudrais bien la partager, merci de le poster ici).
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