Qu’est-ce qu’un logiciel IAO ?
Les logiciels IAO sont des logiciels qui utilisent un PC ou un superordinateur pour calculer l’écoulement de l’air, le transfert de chaleur et les contraintes sur les structures.
La plupart des logiciels IAO sont payants, mais il existe également un certain nombre d’alternatives gratuites, comme OpenFAOM pour les logiciels d’analyse des fluides et Abaqus pour les logiciels d’analyse des contraintes.
Les logiciels IAO à bas prix sont utilisés parce que les installations expérimentales et les grandes structures peuvent être difficiles à prototyper.
Utilisations des logiciels IAO
Les logiciels IAO sont principalement utilisés dans le processus de développement de produits et sont largement utilisés dans le secteur manufacturier, par exemple dans l’industrie automobile. Les logiciels IAO permettent de construire des prototypes et d’évaluer les performances du produit sans procéder à des essais.
Cela présente l’avantage de raccourcir les délais de développement et de réduire les coûts des prototypes. Les logiciels IAO sont également utilisés dans l’aérospatiale et dans d’autres domaines comme alternative aux expériences sur de grandes structures et dans des environnements spéciaux. Par exemple, pour étudier l’écoulement de l’air autour d’une aile d’avion, il est nécessaire de construire un modèle réduit et de mener des expériences, ce qui est coûteux et prend du temps.
Avec les logiciels IAO, il est toutefois possible d’obtenir sur ordinateur des distributions de vitesse du vent et de pression plus détaillées qu’avec des expériences. Ces données plus détaillées peuvent aider à clarifier les causes des défauts et sont très pratiques.
Principe des logiciels IAO
Les logiciels IAO peuvent reproduire divers phénomènes physiques sur un ordinateur en résolvant des équations sur un PC ou un poste de travail. Par exemple, les simulations de RIKEN sur les éclaboussures de gouttelettes sont le résultat de la reproduction du phénomène des éclaboussures de gouttelettes.
La simulation commence par la création de données CAO. Après une étape préparatoire (prétraitement), telle que le partitionnement des éléments et la définition des conditions aux limites et des propriétés physiques, la simulation est effectuée (post-traitement), où les équations sont calculées. Après la simulation, les résultats sont visualisés et analysés.
Certains logiciels sont spécialisés dans le prétraitement, comme le partitionnement des éléments, tandis que d’autres sont spécialisés dans la visualisation des résultats après le post-traitement. La plupart des logiciels IAO combinent prétraitement et post-traitement, alors que les logiciels IAO en général sont des logiciels qui calculent des équations, c’est-à-dire des logiciels qui n’effectuent qu’un post-traitement.
Les logiciels IAO utilisent une technique appelée discrétisation, qui consiste à diviser les éléments de manière à ce que les équations du fluide ou de la structure considérée soient faciles à résoudre. Dans la plupart des cas, les équations résolues par les logiciels IAO sont des équations aux dérivées partielles. Les équations différentielles partielles ne peuvent souvent pas être résolues, de sorte que les calculs sont effectués par ordinateur pour trouver des solutions approximatives. Après la discrétisation, le rôle fondamental des logiciels IAO est de trouver des solutions approximatives par ordinateur.
Autres informations sur les logiciels IAO
1. Discrétisation des logiciels IAO
Des méthodes de discrétisation bien connues, telles que la méthode des différences et la méthode des éléments finis, sont utilisées pour discrétiser des espaces et des structures. Pour simuler des phénomènes qui varient dans le temps, des méthodes implicites et explicites sont utilisées.
Dans d’autres cas, des formules mathématiques sont utilisées pour déterminer les propriétés physiques qui dépendent de la température, etc. Les méthodes des logiciels IAO sont très variées : le large choix de méthodes des logiciels IAO implique que la méthode et les conditions les plus appropriées doivent être mises en place dans chaque cas, en fonction du phénomène à simuler.
2. Les logiciels de simulation dans les logiciels IAO
Les logiciels IAO comprennent une grande variété de logiciels de simulation. Parmi les exemples typiques, on peut citer les logiciels d’analyse thermo-fluidique, les logiciels d’analyse structurelle et les logiciels d’analyse des champs électromagnétiques.
Logiciel d’analyse thermo-fluide
Un logiciel d’analyse thermo-fluide est un logiciel qui permet d’analyser les thermo-fluides en utilisant un ordinateur pour résoudre les équations modélisant l’écoulement des fluides et le transfert de chaleur et en les exprimant par la simulation.
Logiciel d’analyse structurelle
Les logiciels d’analyse structurelle sont des logiciels qui utilisent la simulation pour analyser les quantités physiques qui changent lorsque des charges sont appliquées à l’objet de l’analyse. La méthode des éléments finis et d’autres méthodes sont souvent utilisées dans les logiciels d’analyse structurelle.
Logiciel d’analyse des champs électromagnétiques
Les logiciels d’analyse des champs électromagnétiques sont utilisés pour étudier la manière dont les ondes électromagnétiques et les forces magnétiques affectent les objets. Ils sont utilisés dans un grand nombre d’industries, notamment l’automobile, l’espace et la défense.