Simulation numérique : définition et enjeux [dossier spécial Visiativ 1/3]

A l’occasion d’un dossier spécial, les experts Visiativ reviennent sur la simulation en tant que catalyseur d’innovation. Des enjeux de la simulation numérique à la problématique de l’optimisation, en passant par la simulation réaliste, nos experts vous éclairent sur cette technologie puissante à travers leurs articles “dossier spécial”.

L’INTÉGRAL DU DOSSIER SPÉCIAL SIMULATION

  1. Simulation numérique : définition et enjeux [dossier spécial Visiativ 1/3] 
  2. Logiciel simulation : l’offre Visiativ à travers le portfolio simulation Dassault Sytèmes [dossier spécial Visiativ 2/3] 
  3. Simulation numérique : études de fatigue, optimisation et cas d’application [dossier spécial Visiativ 3/3] 

La simulation numérique et ses enjeux

La simulation numérique est une représentation de phénomènes physiques complexes rendue possible grâce à une série de calculs et un modèle mathématique comportant des équations aux dérivés partiels. La méthode la plus répandue est la méthode des éléments finis. C’est le moyen de simuler de manière virtuelle un produit dans son environnement final et ainsi de répondre à de multiples enjeux industriels tels qu’anticiper les écueils de conception, réduire les prototypes ou encore favoriser l’innovation.

Les enjeux de la simulation

TESTS PHYSIQUES VS SIMULATION

TESTS PHYSIQUES

Ils sont relativement coûteux
Ils nécessitent un produit fini comme prototype
Ils sont longs à mettre en place (semaines ou mois)
Ils doivent être fait dans un laboratoire bien équipé
Ils ne donnent aucune information si le test n’est pas validé

SIMULATION

C’est une solution plus économique
Le prototype est virtuel et facilement modifiable
La procédure est rapide à mettre en place (en heures)
Elle peut être faite n’importe où et n’importe quand
Elle permet d’avoir une plus-value car permet une meilleure compréhension
et interprétation du comportement du produit

La simulation numérique permet une meilleure prise en compte des besoins et des contraintes ainsi qu’une modification rapide des paramètres à moindres coûts. Cela permet, par conséquent, de tester des concepts innovants plus facilement. Certaines techniques d’optimisation permettent également de faire des économies rationnelles de matériaux et d’améliorer la qualité et la durée de vie des produits et/ou d’optimiser des process de production.

Un des atouts majeurs reste l’utilisation de la simulation comme moyen de validation avant d’effectuer les tests physiques. Cela permet de limiter le nombre de prototypes physiques à produire et de faire des économies de temps et d’argent.

La simulation réaliste : une technologie puissante

Intégrer la simulation comme outil d’aide à la conception est un élément essentiel pour rester compétitif. Pour une intégration réussie dans votre processus de design, vous aurez besoin d’un outil fiable, robuste et complet. Pour être efficace, l’outil doit pouvoir s’adapter à vos problématiques et non l’inverse. Il existe donc des solutions pour des utilisateurs de niveaux différents, du néophyte à l’expert, pour pouvoir intégrer plus ou moins de complexité dans les phénomènes simulés.

Lorsque l’on analyse un produit ou même un procédé de fabrication, il est parfois suffisant de se concentrer sur un seul aspect, un seul comportement physique ; c’est le cas de beaucoup de simulations et c’est souvent justifié. Un designer peut avoir besoin d’une vérification rapide. L’ingénieur calcul peut faire des hypothèses pour ne pas prendre en compte les phénomènes trop complexes ou l’interaction des physiques entre elles.

Néanmoins notre monde est fait de phénomènes multi-physiques non linéaires qu’il faut parfois être en mesure de prendre en compte. Pour l’expert, la simulation réaliste, c’est être capable de réaliser ces analyses complexes, de faire moins d’hypothèses, pour des résultats plus robustes, plus fiables et qui représentent réellement le comportement de vos produits. Votre simulation devient un prototype à part entière et vous permet ainsi d’atteindre réellement les performances optimales recherchées.

 

En conclusion

La simulation numérique est un segment très porteur sur le marché du PLM depuis plusieurs années et les prévisions de croissance sont sur la même tendance (entre 5 et 10%). L’amélioration constante des performances machines et les interfaces toujours plus intuitives accélèrent la démocratisation de ces solutions et leur développement au sein des entreprises.

Cet article est issu d’un dossier spécial Simulation extrait du magazine myCADmag. Le myCADmag est un magazine 100% CAD édité tous les ans et distribué à l’occasion du Congrès myCADday.

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