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La simulation est devenue l'un des piliers de la science et la Dynamique des Fluides Numérique (CFD) est une technique de calcul qui cherche à simuler le mouvement des fluides. Cet outil offre de multiples avantages par rapport à d'autres types d'études de Mécanique des Fluides, tels que le gain de temps, la réduction du coût des expériences, la possibilité d'analyser des conditions qui sont très compliquées à simuler expérimentalement et un niveau de détail pratiquement illimité.

Pour comprendre en profondeur cette technique, il est nécessaire d'acquérir des compétences et des connaissances très techniques et spécialisées sur les algorithmes, les méthodes et les modèles qui composent un simulateur. C'est la raison pour laquelle TECH a conçu un Master en Mécanique des Fluides Numérique, afin de former les étudiants à travailler dans ce secteur en tant que développeur CFD ou en tant qu'utilisateur avancé, grâce à une vision globale et spécialisée de l'ensemble de l'environnement de développement.

Ainsi, tout au long du programme, des sujets tels que l'origine de la turbulence, les environnements GPU, les méthodes itératives, les méthodes de volumes finis ou les méthodes avancées pour la CFD, parmi beaucoup d'autres aspects très pertinents, sont traités en profondeur. Tout cela, dans un mode pratique 100% en ligne qui vise à donner aux étudiants une liberté totale dans l'organisation de leurs études et de leur emploi du temps.

Ce programme est constitué de contenus multimédias conçus par les meilleurs experts du domaine et d'informations actualisées basées sur les sources les plus rigoureuses, ainsi que des technologies d'enseignement les plus innovantes. Tous les documents sont disponibles pour l'étudiant dès le premier jour et peuvent être consultés à partir de n'importe quel appareil doté d'une connexion internet, qu'il s'agisse d'une tablette, d'un téléphone portable ou d'un ordinateur. 

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Ce mastère spécialisé en Mécanique des Fluides Numérique contient le programme académique le plus complet et le plus actuel du marché. Les principales caractéristiques sont les suivantes:

• Le développement d'études de cas présentées par des experts en Mécanique des Fluides Numérique
• Le contenu graphique, schématique et éminemment pratique du cours fournit des informations avancées et concrètes sur les disciplines essentielles à la pratique professionnelle
• Les exercices pratiques où effectuer le processus d’auto-évaluation pour améliorer l’apprentissage
• Il met l'accent sur les méthodologies innovantes
• Cours théoriques, questions à l'expert, forums de discussion sur des sujets controversés et travail de réflexion individuel
• La disponibilité de l'accès au contenu à partir de n'importe quel appareil fixe ou portable doté d'une connexion à internet

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Le corps enseignant du programme englobe des spécialistes réputés dans le domaine et qui apportent à ce programme l'expérience de leur travail, ainsi que des spécialistes reconnus dans de grandes sociétés et des universités prestigieuses.

Grâce à son contenu multimédia développé avec les dernières technologies éducatives, les spécialistes bénéficieront d’un apprentissage situé et contextuel, ainsi, ils se formeront dans un environnement simulé qui leur permettra d’apprendre en immersion et de s’entrainer dans des situations réelles.

La conception de ce programme est axée sur l'Apprentissage par les Problèmes, grâce auquel le professionnel doit essayer de résoudre les différentes situations de la pratique professionnelle qui se présentent tout au long du programme. Pour ce faire, l’étudiant sera assisté d'un innovant système de vidéos interactives, créé par des experts reconnus.

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L'objectif de ce mastère spécialisé en Mécanique des Fluides Numérique est de fournir aux étudiants des connaissances théoriques et pratiques spécialisées sur le développement de simulateurs de Mécanique des Fluides Numérique, y compris l'ensemble de l'écosystème. De cette manière, l'étudiant pourra affronter un avenir professionnel dans ce domaine avec une garantie totale de succès.

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Objectifs généraux

• Établir les bases de l'étude de la turbulence
• Développer les concepts statistiques de la CFD
• Déterminer les principales techniques de calcul dans la recherche sur la turbulence
• Générer des connaissances spécialisées dans la méthode des volumes finis
• Acquérir des connaissances spécialisées dans les techniques de calcul de la mécanique des fluides
• Examiner les unités de paroi et les différentes régions d'un écoulement turbulent de paroi
• Déterminer les caractéristiques des fluides compressibles
• Examiner les modèles multiples et les méthodes multiphases
• Développer une connaissance spécialisée des modèles multiples et des méthodes d'analyse multiphysique et thermique
• Interpréter les résultats obtenus par un post-traitement correct

Objectifs spécifiques

Module 1. Mécanique des fluides et calcul à haute performance

• Identifier les équations des écoulements turbulents
• Examiner le problème de la fermeture
• Établir les nombres sans dimension nécessaires à la modélisation
• Analyser les principales Technique CFD
• Examiner les principales techniques expérimentales
• Développer les différents types de Superordinateurs
• Montrer le futur: GPU

Module 2. Mathématiques avancées pour la CFD

• Développer les concepts mathématiques de la turbulence
• Générer des connaissances spécialisées sur l'application des statistiques aux écoulements turbulents
• Fournir une base pour la méthode de résolution des équations CFD
• Démontrer les méthodes de résolution des problèmes algébriques
• Analyser la méthode multigrille
• Examiner l'utilisation des valeurs propres et des vecteurs propres dans les problèmes de CFD
• Déterminer les méthodes de résolution des problèmes non linéaires

Module 3. La CFD dans les environnements de Recherche et Modélisation

• Analyser l'avenir de l'intelligence artificielle en turbulence
• Appliquer les méthodes classiques de discrétisation aux problèmes de mécanique des fluides
• Déterminer les différentes structures turbulentes et leur importance
• Démontrer la méthode des caractéristiques
• Présenter l'effet de l'évolution des supercalculateurs sur les problèmes de CFD
• Examiner les principaux problèmes ouverts en turbulence

Module 4. La CFD dans les environnements d'application: méthodes des volumes finis

• Analyse de l'environnement FEM ou MVF
• Spécifier où, quoi et comment les conditions aux limites peuvent être définies
• Déterminer les étapes temporelles possibles
• Concrétiser et concevoir des schémas Upwind
• Développer des schémas d'ordre élevé
• Examiner les boucles de convergence et déterminer dans quels cas utiliser chacune d'entre elles
• Exposer les imperfections des résultats de la CFD

Module 5. Méthodes avancées pour la CFD

• Développement de la Méthode des Éléments Finis et de la Méthode Hydrodynamique des Particules Lissées
• Analyser les avantages des méthodes lagrangiennes par rapport aux méthodes eulériennes, en particulier, SPH vs. FVM
• Analyser la méthode de Simulation Directe Carlo du et la Méthode Lattice-Boltzmann
• Évaluer et interpréter les simulations d'aérodynamique spatiale et de micro-fluidodynamique
• Établir les avantages et les inconvénients de la méthode LBM par rapport à la méthode FVM traditionnelle

Module 6. Modélisation de la turbulence dans les Fluides

• Appliquer le concept d'ordre de grandeur
• Introduire le problème de la fermeture des équations de Navier-Stokes
• Examiner les équations du bilan énergétique
• Développer le concept de viscosité turbulente
• Expliquer les différents types de RANS et LES
• Introduire les régions de l'écoulement turbulent
• Modéliser l'équation de l'énergie

Module 7. Fluides compressibles

• Développer les principales différences entre les écoulements compressibles et incompressibles
• Examiner des exemples typiques d'apparition de fluides compressibles
• Identifier les particularités de la résolution des équations différentielles hyperboliques
• Établir la méthodologie de base pour résoudre le problème de Riemann
• Compiler différentes stratégies de résolution
• Analyser les avantages et les inconvénients des différentes méthodes
• Présenter l'applicabilité de ces méthodologies aux équations d'Euler / Navier-Stokes en montrant des exemples classiques

Module 8. Flux multiphasique

• Distinguer le type d'écoulement multiphasique à simuler: phases continues, telle que la simulation d'un navire en mer, d'un milieu continu; phases discrètes, telle que la simulation des trajectoires de gouttelettes individuelles et utiliser des populations statistiques lorsque le nombre de particules, de gouttelettes ou de bulles est trop important pour être simulé
• Établir la différence entre les méthodes lagrangiennes, eulériennes et mixtes
• Déterminer les outils les mieux adaptés au type d'écoulement à simuler
• Modéliser les effets de la tension superficielle et des changements de phase tels que l'évaporation, la condensation ou la capitation
• Élaborer des conditions limites pour la simulation des vagues, se familiariser avec les différents modèles de vagues et appliquer ce que l'on appelle la plage numérique, une région du domaine située à l'exutoire dont l'objectif est d'éviter la réflexion des vagues

Module 9. Modélisation CFD Avancée

• Distinguer le type d'interactions physiques à simuler: fluide-structure, comme une aile soumise à des forces aérodynamiques, fluide couplé à la dynamique des corps rigides, telle que la simulation du mouvement d'une bouée flottant dans la mer, ou thermo-fluide, comme la simulation de la distribution de la température dans un solide soumis à des courants d'air
• Distinguer les schémas d'échange de données les plus courants entre les différents logiciels de simulation et savoir quand l'un ou l'autre peut ou doit être utilisé
• Examiner les différents modèles de transfert de chaleur et la manière dont ils peuvent affecter un fluide
• Modéliser les phénomènes de convection, de rayonnement et de diffusion du point de vue des fluides, la création de sons par un fluide, des modéliser simulations avec des termes d'advection-diffusion pour simuler des milieux continus ou particulaires et des écoulements réactifs

Module 10. Post-traitement, validation et application en CFD

• Déterminer les types de post-traitement en fonction des résultats à analyser: purement numérique, visuel ou un mélange des deux
• Analyser la convergence d'une simulation CFD
• Établir la nécessité d'une validation CFD et comprendre des exemples de base de validation
• Examiner les différents outils disponibles sur le marché
• Étayer le contexte actuel de la simulation CFD

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