Modélisation & optimisation
Des modèles numériques et analogiques adaptés au problème physique, avec une attention particulière portée au choix des hypothèses, aux paramètres et à la robustesse des résultats.
Modélisation numérique
La modélisation numérique et analogique constitue le cœur de métier de VITEO. Dans le naval, l’hydrolien et plus largement la mécanique des fluides, VITEO sélectionne et construit le niveau de modèle adapté au phénomène étudié, aux données disponibles et à l’objectif de l’étude.
Le choix des hypothèses et des paramètres n’est pas dissocié du calcul : il fait partie de la démarche de modélisation. L’objectif est d’obtenir un modèle suffisamment représentatif du phénomène physique tout en conservant la rapidité et la robustesse nécessaires aux études paramétriques et aux boucles d’optimisation.
- Analyse des phénomènes physiques.
- Choix et optimisation des paramètres.
- Modèles paramétriques de carènes.
- Approches numériques et analogiques.
Optimisation paramétrique & algorithmes génétiques
VITEO a développé un modeleur paramétrique de carènes construit autour d’équations harmoniques et subharmoniques. Il permet de s’affranchir en partie des paramètres architecturaux classiques au profit d’un nombre réduit de paramètres mathématiques, particulièrement adaptés à l’exploration automatique de familles de formes et aux stratégies d’optimisation.
Parce qu’ils reposent sur une formulation explicite, les modèles paramétriques permettent d’étudier rapidement un large éventail de solutions potentielles. Associé à un algorithme génétique, le modeleur VITEO organise l’exploration de l’espace de recherche, évalue les variantes au regard du cahier des charges et fait évoluer les populations de carènes vers les solutions les plus performantes.
Décrire une famille de carènes
Le modeleur VITEO vise à représenter la géométrie avec un nombre réduit de paramètres. Cette compacité rend possible l’exploration systématique d’un grand espace de formes.
Créer une population de solutions
À partir du cahier des charges, le processus génère des variantes de carène. Chaque individu correspond à une combinaison de paramètres géométriques.
Comparer les performances
Les variantes sont évaluées selon les critères retenus pour le projet. La fonction d’évaluation permet de classer les solutions au regard des objectifs et contraintes définis.
Sélection, croisement, mutation
L’algorithme génétique fait évoluer la population au fil des générations. Les solutions les plus pertinentes alimentent les générations suivantes tout en maintenant une exploration de l’espace de recherche.
Rechercher un optimum global
La méthode a été développée pour traiter des problèmes d’optimisation complexes en limitant le nombre de paramètres et le temps de recherche. La réduction du nombre de paramètres et la robustesse du code visent à traiter des problèmes d’optimisation complexes dans un temps de calcul maîtrisé et à rechercher un optimum global.
Transformer le résultat en projet naval
La géométrie retenue n’est pas une fin en soi : elle est replacée dans les contraintes de conception, de construction et d’usage du navire. Les projets présentés dans le portefeuille illustrent l’application de cette démarche à différentes familles de carènes.
Modélisation hydrodynamique appliquée à l’hydrolien
Les méthodes de VITEO ne se limitent pas aux carènes. Le programme de rotor hydrolien omnidirectionnel a associé conception, analyse hydrodynamique et essais en bassin.
Cliquer pour agrandirAnalyse du comportement du rotor
Les travaux VITEO comprennent notamment l’analyse du coefficient de moment récupéré sur chacune des pales en fonction de leur position angulaire. Ce type de représentation illustre l’application de la modélisation à un système hydrodynamique distinct d’une carène.