Problème de discrétisation CFD - Passage maillage rectangulaire à forme en escalier (volumes finis)
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Problème de discrétisation CFD - Passage maillage rectangulaire à forme en escalier (volumes finis)



  1. #1
    Inazuma

    Problème de discrétisation CFD - Passage maillage rectangulaire à forme en escalier (volumes finis)


    ------

    ### **Contexte :**
    Je travaille sur la simulation d'un écoulement dans un tube souple avec la méthode des volumes finies. Mon code fonctionne pour un **maillage rectangulaire complet**, mais je dois l'adapter pour une **forme en escalier** (domaine non rectangulaire) où certaines cellules sont absentes.

    ### **Problème spécifique :**
    ```python
    # Ma situation actuelle :
    # Rectangle plein N×M - toutes les cellules existent
    # □ □ □ □
    # □ □ □ □
    # □ □ □ □
    # □ □ □ □

    # Ce que je veux : Forme en escalier triangulaire
    # □ . . .
    # □ □ . .
    # □ □ □ .
    # □ □ □ □
    ```

    ### **Détails techniques :**
    - **Équations** : Stokes + loi de compliance pour tube souple
    - **Méthode** : Différences finies avec système couplé (ux, uy, p)
    - **Défi** : Adapter la construction matricielle pour gérer les cellules manquantes

    ### **Questions précises :**

    1. **Stratégie de numérotation** :
    ```python
    # Approche actuelle : numérotation globale (i,j) → k
    def num(i, j, N): return j * N + i

    # Faut-il une numérotation locale seulement pour les cellules actives ?
    # Comment gérer efficacement les voisins manquants ?
    ```

    2. **Construction matricielle** :
    ```python
    # Comment adapter les équations aux limites quand :
    - Une cellule n'a pas de voisin à gauche/droite/haut/bas ?
    - Comment gérer les dérivées spatiales aux interfaces du domaine ?
    ```

    3. **Conditions aux limites** :
    - Comment imposer P1 à gauche et P2 à droite sur un bord irrégulier ?
    - Comment traiter les parois solides sur les bords de l'escalier ?

    4. **Implémentation pratique** :
    ```python
    # Est-ce que cette approche avec masque est la bonne ?
    masque = np.array([[True, False, False, False],
    [True, True, False, False],
    [True, True, True, False],
    [True, True, True, True]])

    # Ou faut-il utiliser une liste de cellules actives ?
    cellules_actives = [(0,0), (1,0), (1,1), (2,0), (2,1), (2,2), ...]
    ```

    ### **Extrait de mon code actuel (simplifié) :**
    ```python
    def matrice(N, M, dx, eta, dy_current, P1, P2):
    # Construction actuelle pour rectangle plein
    for i in range(N):
    for j in range(M):
    # Tous les voisins existent toujours
    mat[k][num(i+1, j, N)] = eta/dx**2 # Problème : voisin peut ne pas exister!
    mat[k][num(i-1, j, N)] = eta/dx**2
    ```

    ### **Résultats attendus :**
    - Pouvoir résoudre les équations seulement sur les cellules actives
    - Gérer proprement les interfaces entre cellules existantes et manquantes
    - Conserver la précision numérique malgré la géométrie irrégulière


    ### **Points à souligner :**
    - Je maîtrise déjà l'implémentation pour le cas rectangulaire
    - Je cherche spécifiquement la méthodologie pour géométries irrégulières
    - J'ai commencé une approche par masque mais je doute de son efficacité

    ---

    -----

  2. #2
    bibifikotin

    Re : Problème de discrétisation CFD - Passage maillage rectangulaire à forme en escalier (volumes fi

    Manque le mot ..magique (qui n'a rien à voir avec la demande)
    Cordialement

  3. #3
    Paraboloide_Hyperbolique

    Re : Problème de discrétisation CFD - Passage maillage rectangulaire à forme en escalier (volumes fi

    Bonjour,

    Ce problème est connu et déjà résolu proprement.

    Voyez par exemple les cours suivants:

    Volumes finis: https://scheid.perso.math.cnrs.fr/En...yVF2017_18.pdf
    Elements finis (méthode "soeur" des volumes finis): https://perso.uclouvain.be/vincent.l...-version30.pdf

    Cela demande cependant un peu de temps et d'investissement à digérer pour un novice.

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