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| Modélisation
Numérique |
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La
modélisation numérique est un nouvel outil performant utilisé
parallèlement et de façon complémentaire à l'expérimentation
in vitro et in vivo. Outre de s'affranchir d'un dispositif expérimental
souvent lourd et coûteux, ces modélisations permettent de parvenir
à une caractérisation précise des grandeurs physiques de l'écoulement,
que l'expérience n'est quelquefois pas à même de fournir. En
effet, certaines grandeurs telles que le frottement pariétal
ou même la pression sont, soit difficilement quantifiables expérimentalement
soit impossibles à quantifier ou mesurer sans perturbation
de l'écoulement. Pour exemple, selon Ku (1997), les mesures
expérimentales de frottement pariétal ne sont qu'estimées et
peuvent faire apparaître des erreurs de l'ordre de 20 à 50%,
d'où l'importance des simulations numériques.
Depuis 5 ans, l'activité " modélisation numérique
" est en plein développement au sein du laboratoire. Les simulations
3D, qui étaient effectuées essentiellement pour des écoulements
permanents, se sont étendues progressivement à des écoulements
pulsés de type physiologique. De plus, l'intégration récente
dans l'ESM2 de l'Equipe Modèles Numériques du Laboratoire de
Mécanique et d'Acoustique (LMA)
offre des possibilités de simulation dans le domaine de la mécanique
des structures (matériels endovasculaires, caractérisation du
comportement de la paroi artérielle).
Les modélisations numériques sont réalisées à l'aide
de codes de calcul (FIDAP, N3S, Fluent) sur des calculateurs.
L'ESM2 est équipée de plusieurs machines (Silicon Graphics :
Origin 200 quadriprocesseur R10000 512Mo, Power 256Mo, O2 64Mo)
qui permettent de mener des calculs de type industriel. Les
équations de Navier Stokes régissant le mouvement du fluide,
sont résolues numériquement à l'aide notamment de la méthode
des éléments finis. Cette méthode est aujourd'hui largement
employée pour la résolution des équations aux dérivées partielles.
Par l'utilisation d'approximations simples des variables de
vitesse et de pression sur un domaine discret, elles permettent
de fournir une solution approchée des équations algébriques.
Les résultats sont ensuite post-traités sur Ensight pour la
visualisation des champs de vitesse dans les différents plans,
le tracé des trajectoires et des isocontours de vitesse, ainsi
que les calculs de cisaillement pariétal. |
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