Traitement de l'information et modélisation

Mathématiques appliquées et calcul scientifique

Enjeux

La simulation numérique de phénomènes physiques est un enjeu majeur dans toutes les phases de conception et d’évaluation de systèmes aéronautiques ou spatiaux ; elle est donc utilisée au sein de plusieurs départements de l’Onera. En offrant une expertise dans la modélisation, le développement de méthodes et leur mise en œuvre, expertise transverse aux différentes branches physiques, le DTIM contribue à ce que l’Onera soit à la hauteur de cet enjeu.

Sur ce thème, le département s’intéresse aux nouvelles techniques de calcul, tant sur le plan des matériels que des logiciels, et à l’utilisation ou à la réutilisation de nouveaux outils (maillages adaptatifs, couplage de codes).

Cette activité conduit à la réalisation de logiciels robustes, portables et pérennes, ce qui est une nécessité face à l’évolution rapide des matériels (voire à leur disparition).

Nouveaux défis

Cette discipline doit faire face à de nouvelles exigences tant du point de vue de la richesse et de la complexité des phénomènes à simuler, qui doivent alors prendre en compte des aspects multi-échelles ou multi-physiques que sur le plan de l’exploitation du parallélisme toujours croissant des calculateurs scientifiques.

L’existence de codes pouvant simuler des phénomènes physiques avec précision et rapidité ouvre de nouvelles perspectives de recherches dans le domaine de l’optimisation et du contrôle.

Axes thématiques

Thèmes de recherche

Par le développement de techniques de base, transversales aux différentes finalités des branches scientifiques de l’Onera, le département DTIM offre une expertise à tous les niveaux de la modélisation mathématique à la simulation numérique :

La modélisation mathématique est une activité dans laquelle le département est de plus en plus impliqué. Elle apparaît notamment dans :
- le couplage de modèles multi-physiques tels que l’interaction d’un écoulement avec un plasma ou le couplage fluide-structure
- l’identification et le contrôle de phénomènes physiques complexes via les équations aux dérivées partielles

L’algorithmique numérique pour l’étude des méthodes de haute précision pour les systèmes d’équation de propagation d’ondes, la réalisation de solveurs parallèles adaptés aux systèmes linéaires de grande taille, le couplage de codes, les modélisations numériques multi-échelles et l’élaboration de logiciels d’adaptation de maillages non structurés.

Les méthodologies d’optimisation pour l’optimisation multidisciplinaire de systèmes physiques modélisés par des codes de calculs.
Le calcul parallèle et distribué pour la mise au point de méthodes numériques pour des architectures parallèles à grand nombre de processeurs et la réalisation d’outils logiciels pour le couplage de codes.