Sur une vision non intrusive de la méthode LaTIn-PGD en non linéaire

International audienceA reformulation of the LaTIn-PGD method in the form of generalized quantities is proposed in order to couple model order reduction methods and industrial codes using finite elements. This work proposes to operate directly at the level of the non-linear solver in order to be able to manipulate reduced models in an intrinsic way. The key point of the method is that the introduction of the PGD natively in commercial calculation codes, such as Samcef software developed by SIEMENS, requires an approximation of the solution on the space-time-parameter set at each step of the resolution, which is naturally provided by the LaTIn method. A test case on an elasto-visco-plastic behavioural law is performed with a reduction of calculation time.Une reformulation de la méthode LaTIn-PGD sous forme de grandeurs généralisées est proposée dans l'optique de coupler méthodes de réduction de modèles et codes éléments finis industriels. Ces travaux proposent d'intervenir directement au niveau du solveur non linéaire afin de pouvoir manipuler des modèles réduits de manière intrinsèque. Le point clé de la méthode réside dans le fait que l'introduction de la PGD en natif dans les codes de calculs commerciaux tels que le logiciel Samcef, développé par SIEMENS, nécessite de connaitre une approximation de la solution sur l'ensemble espace-temps-paramètres à chaque étape de la résolution, ce que fournit naturellement la méthode LaTIn. Un cas test sur une loi de comportement élasto-visco-plastique permet d'appréhender un premier gain de temps CPU

A weakly-invasive LATIN-PGD method in the non-linear content

Portées par une digitalisation omniprésente et grandissante, comme en témoigne l'intérêt porté aux jumeaux numériques, les méthodes de réduction de modèles (ROM) sont de plus en plus convoitées par l'ensemble du secteur industriel, qui souhaite bénéficier d'outils novateurs et de techniques robustes pour réduire drastiquement les temps de calcul. Cependant, le caractère particulièrement intrusif de ces méthodes, ainsi que leur robustesse, représentent encore deux obstacles majeurs qui entravent la diffusion des méthodes ROM dans les logiciels industriels.Cette thèse propose une version faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD destinée à construire et enrichir des modèles réduits nativement au sein de n'importe quel logiciel industriel par éléments finis généraliste. En considérant des problèmes non-linéaires paramétrés dépendant du temps en mécanique du solide, et sous hypothèse de quasi-staticité, nous proposons une démarche générique permettant de combiner la PGD avec toutes les non-linéarités usuellement rencontrées dans les logiciels commerciaux -- matériaux, géométriques et contact. Cette manière de procéder conduit à la conception d'outils unifiés -- pour la construction de modèles réduits non-linéaires -- tous intégrés au sein d'un seul et unique logiciel certifié, en cohérence avec les besoins des ingénieurs des bureaux d'études au quotidien.Grâce à la première implémentation réalisée au sein du logiciel pilote Simcenter Samcef de Siemens Digital Industries Software, nous soulignons les atouts de cette approche sans jamais redévelopper aucune partie non-linéaire du logiciel.Enfin, sur la base de deux cas-tests industriels, présentant diverses non-linéarités et plusieurs paramètres, nous mettons en lumière des gains intéressants en termes de performance.Driven by a high digitalization context with Digital Twins, reduced-order modeling (ROM) methods are becoming increasingly coveted by the industrial sector, keen to benefit from new tools and robust techniques that allow faster computations.However, the spread of these ROM methods within commercial finite element software is currently hindered by two main obstacles: non-intrusiveness and robustness. This arises directly from the nature of the associated algorithms involving many unconventional operations and thus preventing from getting robust and reliable tools all integrated into one certified product. This thesis introduces a weakly-invasive reformulation of the LATIN-PGD method designed to compute and improve reduced-order models directly into any general-purpose industrial finite element software.Under the quasi-static assumption, we assume any time-dependent non-linear parametrized problems in solid mechanics. The guiding thought we propose to pursue is to combine PGD with all facilities offered by such software, implying emph{de facto} the ability to handle any non-linearities -- materials, contacts, large transformations. This way of proceeding provides unified tools -- for the construction of reduced-order models in non-linear context -- all integrated into one certified product in consistency to have end-to-end processes. Thanks to the first implementation conducted within Simcenter Samcef pilot software owned by Siemens Digital Industries Software, we emphasize the assets of this approach without ever redeveloping any non-linear part of the software. Finally, attractive performance gains are achieved on some non-linear time-dependent industrial test-cases involving some parameters

Une vision faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD en non-linéaire

Driven by a high digitalization context with Digital Twins, reduced-order modeling (ROM) methods are becoming increasingly coveted by the industrial sector, keen to benefit from new tools and robust techniques that allow faster computations.However, the spread of these ROM methods within commercial finite element software is currently hindered by two main obstacles: non-intrusiveness and robustness. This arises directly from the nature of the associated algorithms involving many unconventional operations and thus preventing from getting robust and reliable tools all integrated into one certified product. This thesis introduces a weakly-invasive reformulation of the LATIN-PGD method designed to compute and improve reduced-order models directly into any general-purpose industrial finite element software.Under the quasi-static assumption, we assume any time-dependent non-linear parametrized problems in solid mechanics. The guiding thought we propose to pursue is to combine PGD with all facilities offered by such software, implying emph{de facto} the ability to handle any non-linearities -- materials, contacts, large transformations. This way of proceeding provides unified tools -- for the construction of reduced-order models in non-linear context -- all integrated into one certified product in consistency to have end-to-end processes. Thanks to the first implementation conducted within Simcenter Samcef pilot software owned by Siemens Digital Industries Software, we emphasize the assets of this approach without ever redeveloping any non-linear part of the software. Finally, attractive performance gains are achieved on some non-linear time-dependent industrial test-cases involving some parameters.Portées par une digitalisation omniprésente et grandissante, comme en témoigne l'intérêt porté aux jumeaux numériques, les méthodes de réduction de modèles (ROM) sont de plus en plus convoitées par l'ensemble du secteur industriel, qui souhaite bénéficier d'outils novateurs et de techniques robustes pour réduire drastiquement les temps de calcul. Cependant, le caractère particulièrement intrusif de ces méthodes, ainsi que leur robustesse, représentent encore deux obstacles majeurs qui entravent la diffusion des méthodes ROM dans les logiciels industriels.Cette thèse propose une version faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD destinée à construire et enrichir des modèles réduits nativement au sein de n'importe quel logiciel industriel par éléments finis généraliste. En considérant des problèmes non-linéaires paramétrés dépendant du temps en mécanique du solide, et sous hypothèse de quasi-staticité, nous proposons une démarche générique permettant de combiner la PGD avec toutes les non-linéarités usuellement rencontrées dans les logiciels commerciaux -- matériaux, géométriques et contact. Cette manière de procéder conduit à la conception d'outils unifiés -- pour la construction de modèles réduits non-linéaires -- tous intégrés au sein d'un seul et unique logiciel certifié, en cohérence avec les besoins des ingénieurs des bureaux d'études au quotidien.Grâce à la première implémentation réalisée au sein du logiciel pilote Simcenter Samcef de Siemens Digital Industries Software, nous soulignons les atouts de cette approche sans jamais redévelopper aucune partie non-linéaire du logiciel.Enfin, sur la base de deux cas-tests industriels, présentant diverses non-linéarités et plusieurs paramètres, nous mettons en lumière des gains intéressants en termes de performance

Une vision faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD en non-linéaire

Driven by a high digitalization context with Digital Twins, reduced-order modeling (ROM) methods are becoming increasingly coveted by the industrial sector, keen to benefit from new tools and robust techniques that allow faster computations.However, the spread of these ROM methods within commercial finite element software is currently hindered by two main obstacles: non-intrusiveness and robustness. This arises directly from the nature of the associated algorithms involving many unconventional operations and thus preventing from getting robust and reliable tools all integrated into one certified product. This thesis introduces a weakly-invasive reformulation of the LATIN-PGD method designed to compute and improve reduced-order models directly into any general-purpose industrial finite element software.Under the quasi-static assumption, we assume any time-dependent non-linear parametrized problems in solid mechanics. The guiding thought we propose to pursue is to combine PGD with all facilities offered by such software, implying emph{de facto} the ability to handle any non-linearities -- materials, contacts, large transformations. This way of proceeding provides unified tools -- for the construction of reduced-order models in non-linear context -- all integrated into one certified product in consistency to have end-to-end processes. Thanks to the first implementation conducted within Simcenter Samcef pilot software owned by Siemens Digital Industries Software, we emphasize the assets of this approach without ever redeveloping any non-linear part of the software. Finally, attractive performance gains are achieved on some non-linear time-dependent industrial test-cases involving some parameters.Portées par une digitalisation omniprésente et grandissante, comme en témoigne l'intérêt porté aux jumeaux numériques, les méthodes de réduction de modèles (ROM) sont de plus en plus convoitées par l'ensemble du secteur industriel, qui souhaite bénéficier d'outils novateurs et de techniques robustes pour réduire drastiquement les temps de calcul. Cependant, le caractère particulièrement intrusif de ces méthodes, ainsi que leur robustesse, représentent encore deux obstacles majeurs qui entravent la diffusion des méthodes ROM dans les logiciels industriels.Cette thèse propose une version faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD destinée à construire et enrichir des modèles réduits nativement au sein de n'importe quel logiciel industriel par éléments finis généraliste. En considérant des problèmes non-linéaires paramétrés dépendant du temps en mécanique du solide, et sous hypothèse de quasi-staticité, nous proposons une démarche générique permettant de combiner la PGD avec toutes les non-linéarités usuellement rencontrées dans les logiciels commerciaux -- matériaux, géométriques et contact. Cette manière de procéder conduit à la conception d'outils unifiés -- pour la construction de modèles réduits non-linéaires -- tous intégrés au sein d'un seul et unique logiciel certifié, en cohérence avec les besoins des ingénieurs des bureaux d'études au quotidien.Grâce à la première implémentation réalisée au sein du logiciel pilote Simcenter Samcef de Siemens Digital Industries Software, nous soulignons les atouts de cette approche sans jamais redévelopper aucune partie non-linéaire du logiciel.Enfin, sur la base de deux cas-tests industriels, présentant diverses non-linéarités et plusieurs paramètres, nous mettons en lumière des gains intéressants en termes de performance

On a non-intrusive version of the LATIN-PGD method for non-linear transient thermal problems

International audienc

Une version faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD pour la résolution de problèmes non-linéaires paramétrés dans les codes industriels

International audienceUne version faiblement intrusive de la méthode LATIN-PGD est proposée pour construire des modèles réduits au sein de logiciels industriels généralistes par éléments finis, tels que Simcenter Samcef développé par Siemens Digital Industries Software. L'originalité de l'approche tient à son caractère générique permettant de gérer tous les types de non-linéarités classiquement rencontrées en mécanique du solide. Adossée à des problèmes paramétrés dépendant du temps, la méthodologie met en évidence un gain de performance

Reduced-order models for aeronautics based on the LATIN-PGD method within non-linear industrial Simcenter Samcef software

International audienceA weakly-invasive version of the LATIN-PGD method is described to build reduced-order models within general-purpose industrial finite element software, such as Simcenter Samcef™ developed by Siemens Digital Industries Software. The originality of the approach lies in its generic character, which allows to manage of all types of non-linearities classically encountered in solid mechanics: material, geometric and contact non-linearities. Results are illustrated through two industrial test-cases and show impressive performance gains. Such reduced models or virtual charts can then be broadly used to deploy Digital Twins

Industrial Digital Twins based on the non-linear LATIN-PGD

International audienceAbstract Digital Twins, which tend to intervene over the entire life cycle of products from early design phase to predictive maintenance through optimization processes, are increasingly emerging as an essential component in the future of industries. To reduce the computational time reduced-order modeling (ROM) methods can be useful. However, the spread of ROM methods at an industrial level is currently hampered by the difficulty of introducing them into commercial finite element software, due to the strong intrusiveness of the associated algorithms, preventing from getting robust and reliable tools all integrated in a certified product. This work tries to circumvent this issue by introducing a weakly-invasive reformulation of the LATIN-PGD method which is intended to be directly embedded into Simcenter Samcef $$^{\hbox {TM}}$$ TM finite element software. The originality of this approach lies in the remarkably general way of doing, allowing PGD method to deal with not only a particular application but with all facilities already included in such softwares—any non-linearities, any element types, any boundary conditions...—and thus providing a new high-performance all-inclusive non-linear solver

Weakly-invasive LATIN-PGD for solving time-dependent non-linear parametrized problems in solid mechanics

International audienc