Lociciels FEA - Code_Aster
FEA = Finite Element Analysis (Analyse par éléments finis)
FEM = Finite Element Method (Méthode des elements finis)
Présentation
Code_Aster est un logiciel open-source de simulation numérique spécialisé en mécanique des structures et des matériaux.
Développé initialement par EDF (Électricité de France), il est principalement utilisé pour l’analyse de structures mécaniques dans des domaines comme l’énergie, le génie civil, l’aéronautique et l’automobile.
Principales fonctionnalités:
- Mécanique linéaire et non linéaire: Il prend en charge la plasticité, les grands déplacements et d'autres phénomènes non linéaires.
- Thermique et couplage multiphysique: Possibilité d’analyser les interactions thermomécaniques.
- Fatigue et rupture: Permet d’évaluer la tenue des matériaux à long terme.
- Analyse sismique: Utilisé pour évaluer la résistance des structures aux vibrations et aux séismes.
Code_Aster est très puissant, il dispose d'une large bibliothèque de modèles et de solveurs. De plus son intégration avec Salome-Meca pour une interface plus accessible et un pré/post-traitement graphique lui confère un intérêt supplémentaire.
Utilisé par EDF et d’autres grandes entreprises industrielles il offre une fiabilité validée durant le processus de développement et de mises à jour.
Par rapport aux logiciels commerciaux, Code_Aster a une interface utilisateur plus complexe et sa courbe d’apprentissage est assez longue.
En résumé, Code_Aster est un logiciel extrêmement puissant pour les calculs mécaniques, mais il s’adresse plutôt aux ingénieurs et aux experts en simulation numérique. Il est particulièrement adapté aux grandes structures industrielles et aux applications nécessitant des analyses avancées.
Couplage Multiphysiques
Code_Aster propose un large éventail de fonctionnalités pour le couplage multiphysique, c'est-à-dire l’interaction entre différentes disciplines physiques (mécanique, thermique, hydraulique, électromagnétisme, etc.). Ces couplages sont essentiels pour modéliser des phénomènes complexes tels que la dilatation thermique des matériaux, les interactions fluide-structure, ou encore la fatigue sous charge thermique.
1. Couplage Thermo-Mécanique
Code_Aster permet de simuler les effets thermiques sur les contraintes mécaniques en résolvant successivement:
- L’équation de conduction thermique (transfert de chaleur par conduction, convection et radiation)
- L’équation de la mécanique des solides pour calculer les déformations et contraintes induites par la dilatation thermique.
2. Interaction Fluide-Structure (FSI - Fluid Structure Interaction)
Code_Aster ne gère pas directement les fluides, mais peut être couplé avec Code_Saturne (logiciel CFD d’EDF) pour résoudre des problèmes d'interaction fluide-structure.
3. Couplage Électro-Thermo-Mécanique
Code_Aster permet par exemple de calculer l'échauffement d’un conducteur sous fort courant électrique et les déformations mécaniques associées.
Code_Aster permet de modéliser:
- La conduction électrique et la dissipation thermique (effet Joule).
- L’échauffement des matériaux et ses effets sur les contraintes et dilatations.
4. Couplage Thermo-Hydro-Mécanique (THM)
Dans ce type de couplage Code_Aster prend en compte:
- Diffusion de l’eau dans un milieu poreux (hydraulique).
- Transfert de chaleur (thermique).
- Déformation du sol sous l'effet des changements hydriques et thermiques.
Cas d'application
- Thermique transitoire: Décharge d'une batterie lithium-ions
- Structurel: ...en préparation