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« Hydrodynamique des particules lissées » : différence entre les versions

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L''''hydrodynamique des particules lissées''', en anglais ''{{Langue|en|Smoothed particle hydrodynamics}}'' (SPH), est une méthode de calcul utilisée pour simuler la [[mécanique des milieux continus]], comme la mécanique des solides ou les écoulements de [[Fluide (matière)|fluides]]. Elle a été développée par Gingold, Monaghan<ref>{{ article|nom= R.A. Gingold |nom2= J.J. Monaghan|titre= Smoothed particle hydrodynamics: theory and application to non-spherical stars |journal= Mon. Not. R. Astron. Soc.|volume= 181 |numéro= 3|pages = 375–89 |année=1977 |doi= 10.1093/mnras/181.3.375|bibcode= 1977MNRAS.181..375G|doi-access= free}}</ref> et Lucy<ref>{{ article|nom= L.B. Lucy |titre= A numerical approach to the testing of the fission hypothesis|journal= Astron. J.|volume= 82 |pages = 1013–1024 |année=1977 |doi= 10.1086/112164|
L''''hydrodynamique des particules lissées''', en anglais ''{{Langue|en|Smoothed particle hydrodynamics}}'' (SPH), est une méthode de calcul utilisée pour simuler la [[mécanique des milieux continus]], comme la mécanique des solides ou les écoulements de [[Fluide (matière)|fluides]]. Elle a été développée par Gingold, Monaghan<ref>{{ article|nom= R.A. Gingold |nom2= J.J. Monaghan|titre= Smoothed particle hydrodynamics: theory and application to non-spherical stars |journal= Mon. Not. R. Astron. Soc.|volume= 181 |numéro= 3|pages = 375–89 |année=1977 |doi= 10.1093/mnras/181.3.375|bibcode= 1977MNRAS.181..375G|doi-access= free}}</ref> et Lucy<ref>{{ article|nom= L.B. Lucy |titre= A numerical approach to the testing of the fission hypothesis|journal= Astron. J.|volume= 82 |pages = 1013–1024 |année=1977 |doi= 10.1086/112164|
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== Méthodologie ==
=== Avantages ===
* Par construction, la SPH est une méthode sans maillage, ce qui la rend adaptée aux simulation de problèmes caractérisés par une dynamique de frontière complexe, comme les écoulements de surface libre ou les grands déplacements de frontière.
* L'absence de maillage simplifie considérablement l'implémentation du modèle et sa parallélisation, même pour les architectures hautement multicœurs<ref name="harada2007smoothed">{{cite conference
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* La SPH peut être facilement étendue à une grande variété de domaines et hybridée avec d'autres modèles, comme indiqué dans [[#Modélisations physiques|Modélisations physiques]].
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=== Limitations ===
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== Voir aussi ==
== Voir aussi ==

Version du 25 juin 2020 à 22:49

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Vue schématique d'une convolution en hydrodynamique des particules lissées.

L'hydrodynamique des particules lissées, en anglais Smoothed particle hydrodynamics (SPH), est une méthode de calcul utilisée pour simuler la mécanique des milieux continus, comme la mécanique des solides ou les écoulements de fluides. Elle a été développée par Gingold, Monaghan[1] et Lucy[2] en 1977, initialement pour des problèmes d'astrophysique. Elle a été utilisée dans de nombreux domaines de recherche, incluant l'astrophysique, la balistique, la volcanologie et océanologie. Il s'agit d'une méthode lagrangienne (où les coordonnées se déplacent avec le fluide) sans maillage, et la résolution peut facilement être ajustée en fonction de variables physiques telles que la densité.

Méthodologie

Avantages

  • Par construction, la SPH est une méthode sans maillage, ce qui la rend adaptée aux simulation de problèmes caractérisés par une dynamique de frontière complexe, comme les écoulements de surface libre ou les grands déplacements de frontière.
  • L'absence de maillage simplifie considérablement l'implémentation du modèle et sa parallélisation, même pour les architectures hautement multicœurs[3][4].
  • La SPH peut être facilement étendue à une grande variété de domaines et hybridée avec d'autres modèles, comme indiqué dans Modélisations physiques.
  • Comme discuté dans la section sur la SPH faiblement compressible, la méthode est particulièrement conservative.
  • Les simulations SPH ont un coût par nombre de particules nettement inférieur à celui des simulations avec maillage par nombre de maille lorsque la métrique d'intérêt est liée à la densité du fluide (comme par exemple, la fonction de densité de probabilité des fluctuations de densité)[5]. Ceci s'explique car la SPH concentre l'effort de résolution là où se situe le besoin.

Limitations

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Exemples

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Approche numérique

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Modélisations physiques

Hydrodynamique

Approche faiblement compressible

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Modélisation de la viscosité

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Voir aussi

Références

  1. ↑ R.A. Gingold et J.J. Monaghan, « Smoothed particle hydrodynamics: theory and application to non-spherical stars », Mon. Not. R. Astron. Soc., vol. 181, no 3,‎ , p. 375–89 (DOI 10.1093/mnras/181.3.375, Bibcode 1977MNRAS.181..375G)
  2. ↑ L.B. Lucy, « A numerical approach to the testing of the fission hypothesis », Astron. J., vol. 82,‎ , p. 1013–1024 (DOI 10.1086/112164, Bibcode 1977AJ.....82.1013L)
  3. ↑ Takahiro Harada, Seiichi Koshizuka et Yoichiro Kawaguchi « Smoothed particle hydrodynamics on GPUs » ()
    — Modèle {{Lien conférence}} : date de parution du périodique manquante (Computer Graphics International)
  4. ↑ Alejandro Crespo, Jose M. Dominguez, Anxo Barreiro, Moncho Gomez-Gesteira et Benedict D. Rogers, « GPUs, a new tool of acceleration in CFD: efficiency and reliability on smoothed particle hydrodynamics methods », PLOS One, vol. 6, no 6,‎ , e20685 (PMID 21695185, PMCID 3113801, DOI 10.1371/journal.pone.0020685, Bibcode 2011PLoSO...620685C)
  5. ↑ Price, D. J., « Smoothed Particle Hydrodynamics: Things I wish my mother taught me », Advances in Computational Astrophysics: Methods, vol. 453,‎ , p. 249 (Bibcode 2012ASPC..453..249P, arXiv 1111.1259)
  • [1] J.J. Monaghan, "An introduction to SPH," Computer Physics Communications, vol. 48, pp. 88-96, 1988.
  • [2] Hoover, W. G. (2006). Smooth Particle Applied Mechanics, World Scientific.

Liens externes

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