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La Méthode des Volumes Finis (MVF) est la méthode la plus utilisée en Mécanique des Fluides Numériques. Cependant, il existe des techniques alternatives qui sont également très appropriées et qui ont des applications plus spécifiques. Pour connaître cette série de méthodes, des connaissances spécifiques et très avancées dans ce domaine sont nécessaires, ce qui a conduit les entreprises à demander de plus en plus d'experts professionnels dans ce domaine.

C'est la raison pour laquelle TECH a créé un Certificat avancé en Techniques CFD Non Conventionnelles, dans le but de fournir à ses étudiants les connaissances les plus complètes et les plus récentes, ainsi que les meilleures compétences, afin qu'ils puissent faire face à un avenir professionnel dans ce domaine, avec une garantie totale de succès. Tout au long du programme, des techniques de calcul telles que l'Hydrodynamique des Particules Lissées, la Simulation Directe de Monte Carlo, la Méthode Lattice-Boltzmann ou la Méthode des Eléments Finis susmentionnée, parmi d'autres sujets, tels que les Simulations Multiphysiques ou les Méthodes Numériques et les Fondamentaux de la Physique des Fluides, sont analysés et traités.

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Le programme comprend, dans son corps enseignant, des professionnels du secteur qui apportent à cette formation l'expérience de leur travail, ainsi que des spécialistes reconnus de grandes sociétés et d'universités prestigieuses.

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La conception de ce programme est basée sur l'Apprentissage par Problèmes. Ainsi l'étudiant devra essayer de résoudre les différentes situations de pratique professionnelle qui se présentent à lui tout au long du Certificat avancé. Pour ce faire, l’étudiant sera assisté d'un innovant système de vidéos interactives, créé par des experts reconnus.

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Module 1. Méthodes avancées pour la CFD

1.1. Méthode des Éléments Finis (MEF)

1.1.1.  Discrétion du domaine. L’élément fini
1.1.2.  Les fonctions de forme Reconstruction du champ continu
1.1.3.  Assemblage de la matrice des coefficients et des conditions aux limites
1.1.4.  Résolution du système d'équations

1.2. MEF: Étude de cas pratique Développement d'un simulateur MEF

1.2.1.  Fonctions de forme
1.2.2.  Assemblage de la matrice des coefficients et des application de conditions aux limites
1.2.3.  Résolution du système d'équations
1.2.4.  Post-traitement

1.3. Hydrodynamique des Particules Lissées (SPH)

1.3.1.  Cartographie du champ de fluide à partir des valeurs des particules
1.3.2.  Évaluation des dérivés et de l'interaction des particules
1.3.3.  La fonction de lissage. Le kernel
1.3.4.  Les conditions aux limites

1.4. SPH: Développement d'un simulateur basé sur SPH

1.4.1.  Le kernel
1.4.2.  Stockage et tri des particules dans les voxels
1.4.3.  Développement des conditions aux limites
1.4.4.  Post-traitement

1.5. Simulation Directe Monte Carlo (DSMC)

1.5.1.  Théorie cinétique-moléculaire
1.5.2.  Mécanique statistique
1.5.3.  Équilibre moléculaire

1.6. DSMC: Méthodologie

1.6.1.  Applicabilité de la méthode DSMC
1.6.2.  Modélisation
1.6.3.  Considérations relatives à l'applicabilité de la méthode

1.7. DSMC: Applications

1.7.1.  Exemple en 0-D: Relaxation thermique
1.7.2.  Exemple en 1-D: Onde de choc normale
1.7.3.  Exemple en 2-D: Cylindre supersonique
1.7.4.  Exemple en 3-D: Coin supersonique
1.7.5.  Exemple complexe: Space Shuttle

1.8. Méthode de Lattice-Boltzmann (LBM)

1.8.1.  Équation de Boltzmann et distribution d'équilibre
1.8.2.  De Boltzmann à Navier-Stokes. Expansion de Chapman-Enskog
1.8.3.  De la distribution probabiliste à la quantité physique
1.8.4.  Conversion des unités. Des grandeurs physiques aux grandeurs de réseau

1.9. LBM: Approche numérique

1.9.1.   L'algorithme LBM. Étape de transfert et étape de collision
1.9.2.  Opérateurs de collision et normalisation des moments
1.9.3.  Conditions aux limites

1.10. LBM: Cas pratiques

1.10.1.  Développement d'un simulateur basé sur LBM
1.10.2.  Expérimentation avec différents opérateurs de collision
1.10.3.  Expérimentation avec différents modèles de turbulences

Module 2. Modèles Avancées de la CFD

2.1. Multiphysique

2.1.1.  Simulations multiphysiques
2.1.2.  Types de systèmes
2.1.3.  Exemples d'application

2.2. Cosimulation unidirectionnelle

2.2.1.   Cosimulation unidirectionnelle Aspects avancés
2.2.2.  Schémas d'échange d'informations
2.2.3.  Applications

2.3. Cosimulation bidirectionnelle

2.3.1.  Cosimulation bidirectionnelle Aspects avancés
2.3.2.  Schémas d'échange d'informations
2.3.3.  Applications

2.4. Transfert de Chaleur par Convection

2.4.1.  Transfert de Chaleur par Convection Aspects avancés
2.4.2.  Équations de transfert de chaleur par convection
2.4.3.  Méthodes de résolution des problèmes de convection

2.5. Transfert de chaleur par Conduction

2.5.1.  Transfert de chaleur par Conduction. Aspects avancés
2.5.2.  Équations de transfert de chaleur par conduction
2.5.3.  Méthodes de résolution des problèmes de Conduction

2.6. Transfert de Chaleur par Radiation

2.6.1.  Transfert de Chaleur par Radiation Aspects avancés
2.6.2.  Équations de transfert de chaleur par radiation
2.6.3.  Méthodes de résolution des problèmes de radiation

2.7. Couplage solide-fluide-chaleur

2.7.1.  Couplage solide-fluide-chaleur
2.7.2.  Couplage thermique solide-fluide
2.7.3.  CFD et MEF

2.8.  Aéroacoustique

2.8.1.  L’aérooacoustique computationnelle
2.8.2.  Analogies acoustiques
2.8.3.  Méthodes de résolution

2.9. Problèmes d'Advection-Diffusion

2.9.1.  Problèmes d'Advection-Diffusion
2.9.2.  Champs scalaires
2.9.3.  Méthodes particulaires

2.10. Modèles de couplage avec flux réactif

2.10.1.  Modèles de couplage avec flux réactif. Applications
2.10.2.  Système d'équations différentielles. Résolution de la réaction chimique
2.10.3.  CHEMKINs
2.10.4.  Combustion: flamme, étincelle, Wobee
2.10.5.  Flux réactifs en régime non stationnaire: hypothèse du système quasi-stationnaire
2.10.6.  Flux réactifs dans les écoulements turbulents
2.10.7.  Catalyseurs

Module 3. Post-traitement, validation et application en CFD

3.1. Post-traitement dans la CFD I

3.1.1.  Post-traitement sur les plans et les surfaces

3.1.1.1. Post-traitement dans le plan
3.1.1.2. Post-traitement sur les surfaces

3.2. Post-traitement dans la CFD II

3.2.1.  Post-traitement Volumétrique

3.2.1.1. Post-traitement volumétrique I
3.2.1.2. Post-traitement volumétrique II

3.3. Logiciels gratuits de post-traitement CFD

3.3.1.  Logiciels gratuits de post-traitement
3.3.2.  Paraview
3.3.3.  Exemples d'utilisation de Paraview

3.4. Convergence des simulations

3.4.1.  Convergence
3.4.2.  Convergence du maillage
3.4.3.  Convergence numérique

3.5. Classification des méthodes

3.5.1.  Applications
3.5.2.  Types de fluides
3.5.3.  Échelles
3.5.4.  Machines de calcul

3.6. Validation des modèles

3.6.1.  Nécessité de la validation
3.6.2.  Simulation vs. expérience
3.6.3.  Exemple de validation

3.7. Méthode de simulation. Avantages et inconvénients

3.7.1.  RANS
3.7.2.  LES, DES, DNS
3.7.3.  Autres méthodes
3.7.4.  Avantages et inconvénients

3.8. Exemples de méthodes et d'applications

3.8.1.  Cas d'un corps soumis à des forces
3.8.2.  Cas thermique
3.8.3.  Cas multiphase

3.9. Bonnes pratiques de simulation

3.9.1.   Importance des bonnes pratiques
3.9.2.  Bonnes pratiques
3.9.3.  Erreur de simulation

3.10. Logiciels commerciaux et gratuits

3.10.1.   Logiciel de FVM
3.10.2.  Logiciels pour d'autres méthodes
3.10.3.  Avantages et inconvénients
3.10.4.  Futures simulation CFD

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