Simulation avancée des problèmes thermiques rencontrés lors de la mise en forme des composites - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Advanced Simulation of Thermal Problems Encountered in Composite Forming Processes

Simulation avancée des problèmes thermiques rencontrés lors de la mise en forme des composites

Résumé

The modeling of composites manufacturing processes remains today a scientific challenging issue despite the impressive progress reached in mechanical modeling, numerical analysis, discretization techniques and computer science during the last decade. Indeed, composite manufacturing involves highly non-linear anisotropic behaviors and strongly coupled multiphysics defined in complex geometries. Moreover, optimization, inverse analysis and process control require the solutions of many direct problems, as fast and accurate as possible. In this context, reduced order models constitute an appealing simulation choice, accelerating the computations of several orders of magnitude, and even enabling the solution of models never solved until now. The "Proper Generalized Decomposition" or PGD is one of the three main families of reduced order model techniques. PGD represents a new paradigm in computational mechanics. PGD can address the solution of multidimensional problems involving space, time and parameters as extra-coordinates, while circumventing the curse of dimensionality thanks to the separated representations that it involves. In this work we use the PGD to solve thermal problems encountered in composite forming processes. Moreover, an "offline/online" computational technique is proposed in order to optimize and control processes in real time. In fact the PGD is used to compute parametric solutions "offline", while optimization techniques are performed "online" in order to identify optimal material, process or geometrical parameters. Furthermore, "online" calculations can be performed on light computing devices like smartphones or tablets.
La modélisation des procédés de mise en forme de composites est confrontée à de nombreux verrous scientifiques malgré les avancées récentes en matière de modélisation mécanique, analyse numérique, stratégies de discrétisation et capacité de calcul. En effet, la mise en forme de composites est confrontée à la nécessité de la prise en compte des comportements non-linéaires anisotropes et fortement couplés, définis dans des géométries très complexes. De plus, l'optimisation des procédés ainsi que l'identification par calcul inverse nécessite de multiples résolutions du problème direct. Dans ce contexte les techniques de réduction de modèles offrent de nouvelles possibilités, permettant d'accélérer les calculs de quelques ordres de magnitude, et même de résoudre des modèles jamais résolus jusqu'à présent. La "Proper Generalized Decomposition" ou PGD est une des trois grandes familles des méthodes de réduction de modèles, susceptible de constituer un changement de paradigme en mécanique numérique. En effet, la PGD permet de résoudre des problèmes multidimensionnels résultants de l'introduction de paramètres physiques ou de conformation tout en évitant la malédiction de la dimensionnalité. Dans ce travail, on utilise la PGD pour adresser la solution de problèmes thermiques rencontrés lors de la mise en forme des composites. De plus, une approche de calcul "off-line/on-line" pour l'optimisation et le contrôle en temps réel est proposée. En effet, la PGD est utilisée pour calculer "off-line" des solutions paramétriques, exploitées ensuite "on-line" sur des plateformes de calcul légères (Smartphones ou tablettes).
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Dates et versions

tel-00867281 , version 1 (27-09-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00867281 , version 1

Citer

Chady Ghnatios. Simulation avancée des problèmes thermiques rencontrés lors de la mise en forme des composites. Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]. Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00867281⟩
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