La technique du bi-maillage appliquée au formage incrémental

National audienceDans ce texte nous présentons l'application de la technique du bi-maillage à la simulation de procédés de mise en forme incrémentale à froid. Après une comparaison de la méthode avec des techniques plus traditionnelles sur un cas académique, nous présenterons des résultats sur un cas plus complexe

Benefits of High Performance Computing applied to the numerical simulation of forged parts

International audienceThe use of numerical simulation in the forging and more generally in the forming industry has been continuously growing and spreading over the past fifteen years. From pure R&D tools in the 1980s and 1990s, these software packages are now used at the designer's level on a daily basis in an industrial and highly competitive environment. This has been achieved through ongoing software development in order to fully benefit from continuously faster computer hardware. Since the end of the 1990s the software package FORGE from Mines ParisTech CEMEF has been designed to support parallel processing. The benefits of this technology using today's multi-core systems are numerous, including drastically reducing computation times, simulating new challenging forming processes, using automatic optimization methods and investigating micro-structural aspects

MINI-élément et factorisation incomplètes pour la parallelisation d'un solveur de Stokes 2D : application au forgeage

Nous présentons dans cette contribution les techniques que nous avons mises en oeuvre pour paralléliser un code éléments finis 2D dédié à la simulation du forgeage de pièces axisymétriques. Les modèles de comportement conduisent à résoudre des équations de type Stokes généralisé, exprimées sous forme mixte en vitesse et pression. La discrétisation spatiale est effectuée par une méthode éléments finis originale basée sur une stabilisation du MINI-élément P1+P1Cette approche mène à des systèmes linéaires symétriques non définis positifs que l'on peut inverser avec un solveur itératif. L'introduction de préconditionneurs par factorisation incomplète LDL(0) ainsi que l'optimisation de la résolution non-linéaire nous permet de concurrencer une méthode directe sur un maillage de plus de 3000 noeuds.Une stratégie de parallélisation SPMD couplée avec un solveur itératif avec préconditionnement diagonal aboutit à, un solveur parallèle simple et efficace, ne dépendant ni de la partition ni du nombre de domaines. Différentes stratégies sont envisagées pour développer des factorisations incomplètes parallèles. Un préconditionneur additif de Schwarz est notamment proposé. Celui-ci est construit à partir des matrices locales, complétées sur leur diagonale aux interfaces et avec un coefficient de sur-relaxation. Des résultats sur des simulations industrielles sont donnés par une machine parallèle à mémoire partagée. Ceux-ci, obtenus sur des problèmes 2D et 3D, prouvent la pertinence de notre approche.Les stratégies développées permettent ainsi de réduire de manière significative les temps de simulation de la majorité des cas industriels. Elles permettent aussi d'élargir les champs d'application des codes de calcul à des simulations industrielles très complexes ou avec des maillages de plus de 15000 noeuds en 2

Mixed formulations and iterative solver for the parallelisation of a forging simulation software by mesh partitioning

International audienceA parallel implementation of the Preconditioned Conjugate Residual (PCR) method is described. The method is used to solve the discretised generalised Stokes problem derived from the simulation of complex 2D axisymetrical hot metal forming processes. We numerically show that the use of a simple Block Diagonal (BDS) preconditioner results in a high level of parallelism. However in 2D, the iterative solver with BDS is much slower than the direct one. Hence, better sequential and parallel preconditioners, like incomplete factorisations ILU, are studied. It results in an almost twice faster parallel code, but with a loss in scalability due to the increase of communications between processors

Prediction of grain size evolution during thermal and treatments at the mesoscopic scale: numerical improvements and industrial examples.

International audienceRecently, an original full field model working at the mesoscopic scale using the level set (LS) method in a finite element (FE) framework has been introduced. This approach has demonstrated its potential for the simulation of grain growth and recrystallization problems. Through the development of the DIGIMU® software, this methodology is now considered for industrial applications. The paper presents the recent developments made on the LS approach and some examples of large scale simulations in two and three dimensions considering thermal treatments applied on materials. Grain boundaries motion considering the presence or not of second phase particles (like precipitates) are investigate

Méthode de préconditionnement multigrille hybride et parallèle pour l'accélération des calculs en mise en forme des matériaux

International audienceLe préconditionnement d’un algorithme itératif de résolution à l’aide d’une méthode multigrille (MG) permet d’approcher le comportement asymptotique en O(N) recherché pour les très grands problèmes. La méthode MG retenue est hybride : algébrique pour la construction des systèmes linéaires des grilles grossières et géométrique pour celle de s opérateurs de passage. Adaptée à une formulation mixte en vitesse et pression, compatible avec le calcul parallèle et avec les nombreux remaillages inhérents à la mise en forme, elle accélère les calculs par un facteur compris entre 1,5 et 2