Politique scientifique

Missions et objectifs

L’équipe est issue des communautés scientifiques de l’analyse numérique et de la mécanique. La mécanique numérique rassemble aujourd’hui un nombre croissant de chercheurs mécaniciens, ingénieurs et mathématiciens. Dans cette communauté, le groupe est plus particulièrement présent dans :

  • l’implémentation et le calcul massivement parallèle ;
  • l’adaptation de maillage anisotrope ;
  • la résolution des équations de Navier Stokes et Stokes multiphasiques incompressibles par éléments finis stabilisés, traitement des non-linéarités, simulation directe de la turbulence, viscoélasticité et pseudoplasticité ;
  • la simulation en aérothermie, aérodynamique basse vitesse et hydrologie;
  • la simulation directe à partir d’imagerie (segmentation, maillage automatique);
  • le développement d’applications logicielles parallèles dans différents domaines, comme la science des matériaux et l’énergie.

Stratégie de recherche

Le recours toujours plus systématique au calcul intensif est lié à la fois au progrès continuel des puissances de calcul disponibles et aux compétences en calcul parallèle, c’est-à-dire la maîtrise des méthodes mathématiques et algorithmiques, en permanente évolution avec les architectures. L’équipe actuelle de l’ICI, est une des spécialistes de niveau international en maillage et adaptation massivement parallèle, et participe régulièrement à des conférences invitées et à l’organisation de symposiums dans les grandes conférences sur ces thématiques de recherche. Culturellement, les méthodes utilisées sont issues des méthodes éléments finis mixtes stables pour des problèmes (principalement) incompressibles. Le cadre théorique de la stabilisation nous permet aujourd’hui une extension robuste pour des calculs à grand nombre de Reynolds et donne des possibilités intéressantes pour les interactions fluide-solide avec une approche monolithique à l’aide d’un solveur unique. De plus, ce type de méthode autorise des taux d’élancement des éléments jusqu’un facteur 1000. Nous pouvons parler d’élément finis anisotropes et les gains potentiels en termes de temps de calcul avec cette adaptativité sont spectaculaires.

Le projet scientifique de l’équipe de recherche se place en amont avec des thématiques recherche à connotation mathématiques ou mécanique fortes : parallèlisation massive, adaptation de maillage anisotrope, méthodes mixtes et méthodes de stabilisation, méthodes de suivi d’interface avec des fonctions implicites, calcul multiphasique et changements de phase, interaction fluide structure avec une approche monolithique, grandes déformations. Le projet technologique se place plutôt en aval, vers la démocratisation du calcul intensif, avec deux volets. Le premier concerne le développement d’outils logiciels génériques, issus des domaines de recherche cités, hautement parallélisés et qui seront du domaine public ; des logiciels orientés métier, en collaboration avec des laboratoires, des éditeurs de logiciel et le monde industriel, accessibles sur des supercalculateurs. Ce dernier point est lié au deuxième volet, qui consiste en la création et gestion du centre de calcul, de taille régionale, avec la construction et la mise à disposition d’applicatifs utilisables par les différents acteurs.

 

High Performance Computing at Centrale Nantes