GRID MIP Plate-forme de développement de la Simulation Numérique au service de la Région Midi-Pyrénées
Plan Développement industriel et simulation numérique (3-9) Projet pilote GRID MIP conduit avec le LGP/ENIT et SIMULIA (10-16) Environnement d exploitation intégré (17-18) Un outil au service du développement régional (19)
Les objectifs de la simulation numérique Gagner du temps et de la performance Réduire les coûts Rénover les méthodes de travail Exécuter un maximum d essais virtuels avec des modèles : simplifiés / précis / multidisciplinaires Gérer les connaissances : modèles, données et résultats Développer l «Entreprise Virtuelle»
Performance offerte pour 1000 $ (1) 1,000,000,000,000 Mechanical Electro-mechanical Vacuum tube Discrete transistor Integrated circuit Computations / sec 1,000,000,000 1,000,000 1,000 1 1000x more power since the 1st crash simulation Nissa n 2003 0.001 0.000001 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 Year VW 198 5 after Kurzweil, 1999 & Moravec, 1998
La simulation numérique dans les grands projets industriels 1998 : Ferrari-1 er essai aéro-externe-24 procs (cfd) 1999 : 24 Heures du Mans - Mercedes CLR (cfd) 2001 : DASSAULT Aviation - F7X (cfd) 2002 : Premier tir ARIANE 5-10 tonnes (aef-nl) 2003 : RENAULT F1 Team - AMD Opteron (cfd) 2005 : Grand Prix d Indianapolis Michelin (aef-nl) 2006 : AVBP/Blue Gene Turbomeca (cfd) 2006 : Certification Airbus A380 (aef-nl)
European aeronautics leadership (2) Need to improve the development process ACARE Vision 2020 Aircraft development 5 % cost reduction Gas turbine engines 50 % reduction in development costs 30 % reduction in the lead time VIVACE integrated R&T project Value Improvement through a Virtual Aeronautical Collaborative Enterprise 65 partners, 11 countries 74 M euros, 4 years, 2004-2007 Technical achievements Virtual Product and early product simulations Virtual Extended Enterprise with distributed and concurrent working methods
Editeurs de solutions industrielles (3) 1. ANSYS / FLUENT 2. CD-adapco : Star-CD / Star CCM+ 3. DASSAULT SYSTEMES/SIMULIA : Abaqus 4. ESI Group : leader mondial pour le prototypage et les processus de fabrication 5. Exa Corporation : Lattice-Boltzmann Method / PowerFLOW on Demand 6. MSC Software 7. Samtech
Compétences Enseignement & Recherche(4a) 1. CALMIP : Nicolas Renon 2. ENI Tarbes : Equipe CMAO - Olivier Pantalé 3. ENSEEIHT / CERFACS 4. ICAM : Génie Mécanique - Philippe Guy 5. Institut de Génie Mécanique de Toulouse a. EMAC : Luc Penazzi b. INSA / AIP-PRIMECA : Patrick Laborde / Alain Daidié c. ISAE : Jean-Jacques Barrau / Jacques Huet d. UPS : Jean-Jacques Barrau
Compétences d Ingénierie (4b) 1. Aéroconseil 2. AKKA Technologies 3. ALTEN 4. ALTRAN 5. ASSYSTEM Technologies 6. SOGECLAIR 7. SOGETI-TRANSICIEL 8. Spring Technologies 9. SUD Ingénierie 10. Teuchos
Identification d un pilote industriel 1. Industrie mécanique : 13,8 % des emplois industriels en Midi-Pyrénées 2. Analyse non-linéaire : Abaqus/Standard 3. Partenaire E/R : LGP/ENIT-Olivier Pantalé a. Alexandre MICOL / Adrien ZEANH b. PEARL : Power Electronics Associated Research Laboratory
Interrupteurs de puissance Intégrés dans un grand nombre de matériels : équipements nomades, domestiques ou industriels, automobiles, trains, avions, satellites Défaillance des joints de brasure : déformation lente du matériau soumis aux contraintes d exploitation (effet Joule et environnement)
Analyse thermomécanique non-linéaire Analyse thermique : champs de température Analyse mécanique non-linéaire des brasures
Déformation des brasures par fluage Loi de fatigue : établit la relation entre la déformation non-linéaire et le nombre de cycles avant défaillance
Surface de réponse des simulations Méthodes probabilistes explicites Prennent en compte l incertitude sur les hypothèses des calculs Exécution de la suite de simulations en parallèle
Distribution du nombre de cycles avant défaillance Ajustement de la loi de Weibull
Exploitation du modèle Modèle thermomécanique : 210.000 éléments tétraédriques linéaires 150.000 degrés de liberté Simulation d un cycle d exploitation de plus de 7 heures : 12 heures sur un nœud quadri-processeur Calcul de 4 surfaces de réponse comportant de 20 à 33 points 103 calculs, soit 4800 h/cpu, réalisés en moins de 4 semaines Exploitation de 16 des 676 cœurs de GRID MIP : 2,4% de la puissance installée Consommation sur 4 semaines : 1% des heures disponibles
Intégration du travail collaboratif dans l entreprise étendue (5) Serveur de données Serveur de calcul Centre de Calcul 676 p Experts Gestion modèles & accès Gestion des travaux Utilisateurs
L environnement d ingénierie numérique (6) 1. DS/SIMULIA : Isight & Fiper 3.5 2. ESI-Group : Visual - Visual Decision Support System 3. LMS : Virtual.Lab 4. Samtech : CAESAM 5. Visualisation : a. CEI : Ensight b. IBM : Deep Computing Visualization
GRID MIP Un Moteur «6 cylindres» puissant au service de la Région Midi-Pyrénées 1. Hardware à la pointe de la technologie 2. Support adapté aux objectifs de développement du leadership aéronautique européen, il permet de : 3. Mettre à disposition des solveurs industriels robustes 4. Exploiter au mieux les compétences régionales : a. Enseignement & Recherche b. Sociétés d Ingénierie 5. Intégrer le travail collaboratif dans l entreprise étendue 6. Offrir un environnement d ingénierie numérique