• Un besoin d’énergie et d’électricité croissant (Pétrole, Charbon, énergie renouvelable) – 2 milliards d’habitants n’ont pas encore accès à l’électricité. • Des énergies renouvelables qui ont des avantages …mais également leurs problèmes! • Des ressources primaires qui s’épuisent • Un problème environnemental (par exemple CO2)
• Place du nucléaire (mais quel nucléaire? – sachant que l’uranium est en quantité limitée)
Modélisation fine d’un assemblage SFR (Sodium Fast Reactor)
• Aiguilles disposées sur un pas triangulaire • Les aiguilles sont séparées par un fil espaceur entouré hélicoïdalement autour de chaque aiguille
Géométrie à la fois très simple à définir (5 paramètres suffisent) et extrêmement difficile à mailler (avec un bon contrôle) • Maillage de taille importante • Nombreuses singularités
Mon musée des « horreurs » Beaucoup de mailleurs « échouent » à produire un maillage « correct » dont on peut «maîtriser» la qualité et le raffinement.
Une approche «maison» complexe mais où nous pouvons avoir un excellent contrôle sur la distribution des mailles et extrapoler à un grand nombre d’aiguilles
• On procède par script (+4500 lignes – merci à D. Hermouet), dans la mesure où l’on va chercher à modifier/contrôler les coordonnées de chacun des nœuds (tout en conservant la topologie)
• L’aspect ouvert du script Salomé est indispensable ! Appel à des bibliothèques externes du type numpy (pour du stockage matriciel), scipy (pour la résolution d’équations pour déterminer des points d’intersection)
• On génère les aiguilles de base (au nombre de 13)
• On duplique les motifs élémentaires des aiguilles, on les translate
• Etape de recollement des 217 à 271 motifs élémentaires (pour le cas industriel) et élimination des nœuds doubles. Cela conduit à un maillage de l’ordre de 20 millions d’éléments. Du coup on déporte cette étape sur le cluster ivanoe (sur des nœuds à grosse mémoire via le module Job Manager) Cette étape (à ne faire qu’une fois) est devenue très raisonnable en temps (3 semaines CPU sur un mailleur précédent 1h30 CPU sur Salomé)
• Etape supplémentaire optionnelle (l’opération peut également être faite dans le code de CFD Code_Saturne) de recollement de plusieurs blocs (un par hélice de fil espaceur). Là aussi (vue la taille du maillage de l’ordre de 100 millions de cellules) on déporte cette étape sur des nœuds à grosse mémoire ivanoe (via le module : job manager).
• On a décidé d’homogénéiser les faisceaux des assemblages (utilisation de pertes de charge en utilisant les corrélations de la littérature), cela reste complexe du fait du nombre d’assemblages !
• On représente l’écoulement inter-assemblage
• On représente les éventuels transferts thermiques inter-assemblages, via la lame de sodium et les TH.
On cherche à calculer le champ thermique qui sort d’un cœur SFR générique
L’évacuation de puissance résiduelle est particulièrement importante pour un réacteur nucléaire puisque même à l’arrêt, les assemblages continuent à dispenser une certaine puissance. Fonction assurée principalement par des échangeurs plongés dans la cuve, mais on cherche à investiguer quelle portion pourrait être évacuée par l’intermédiaire du puits de cuve
SYRTHES et YACS Étude paramétrique de l’évacuation de puissance résiduelle d’un réacteur SFR via le puits de cuve
. 3 étapes : l’initialisation des valeurs, le calcul et le post-traitement (récupération du bilan de flux à la paroi du puits de cuve) Ces aspects devraient être réalisables encore plus « ergonomiquement » via le module Paramétric de Salomé.
SYRTHES et YACS Étude paramétrique de l’évacuation de puissance résiduelle d’un réacteur SFR via le puits de cuve
Mise au point d’un schéma YACS qui va faire varier les valeurs des émissivités
Conclusion : le schéma SALOME/YACS automatise le passage des cas. Les calculs s’enchaînent automatiquement et sont distribués, etc. Mutualisation Pérennité
SYRTHES et YACS Étude paramétrique de l’évacuation de la puissance résiduelle d’un réacteur SFR via le puits de cuve
SYRTHES, YACS, OpenTurns et le JobManager (Approche «probabiliste»)
OpenTurns : Approche d’échantillonnage MonteCarlo sur beaucoup d’échantillons (ici environ 5000 calculs thermiques. Distribution via Salome des calculs, soit sur station calibre7 soit via JobManager sur cluster ivanoe. REX : Relative facilité d’emploi, mutualisation, pérennité, etc…
Dans le cadre des études réalisées pour le projet GenIV, on a de fréquentes intéractions avec le support Salomé ce qui s’avère très utile et même indispensable. On fait des retours détaillés de notre vision utilisateur de Salomé : difficultés, améliorations, fonctionnalités supplémentaires,.. pour les différents modules :
Problème transmis à la TMA Analysé et interactions Problème identifié et corrigé par TMA pour redonner une progression linéaire du temps de découpage en fonction du nombre d’éléments Tests TMA indiquent que l’on passe de 70 secondes CPU à 4.5 secondes CPU pour 30 000 hexaèdres Amélioration intégrée dans la version 7.3 de Salomé On attend avec impatience la version 7.3 !
Maillage « très très simple » réalisé à l’aide de Salomé, du calorifuge d’une conduite et autres composants.
Cette étude thermique permet de comprendre un phénomène et prendre les mesures correctrices pour un phénomène responsable de 7 jours d’indisponibilité par an sur les centrales EDF.
Toutes les tailles d’études sont rencontrées. La taille du maillage n’est pas corrélée à l’importance du problème !
23 million tetra generated (by CEA/B. Bary) with Salome
Calcul SYRTHES sur 256 cœurs (jusqu’à 1.495 Millards d’élements)
Exemple illustrant comment Salomé (MED) peut faciliter les interactions entre entités (ici CEA/EDF) Apte à faire des géométries complexes
Lettre au père Noël C’est classique les utilisateurs en veulent toujours plus !
• La visualisation des maillages dans le module smesh reste un problème (on désactive toujours l’option)
• Il serait intéressant d’avoir une génération des maillages en parallèle
• Il serait intéressant d’améliorer la gestion mémoire (cela peut devenir très limitant lorsque la paramétrisation joue sur la géométrie ou le maillage, OpenTurns géométrique, convergence en maillage, etc…)
• Amélioration des processus de sélection (par exemple vis-à-vis de la mise en place des groupes pour les conditions aux limites, ou le choix des faces sur lesquelles on souhaite des couches limites en 2D ou 3D)
• Il serait intéressant d’améliorer la création des groupes pour les conditions aux limites lorsque l’on manipule les maillages (extrusion, symétrie,..) sans s’appuyer sur la CAO
• Dans la visualisation (paraviz), on souhaiterait pouvoir adapter l’échelle du scalaire au min/max de la seule portion de domaine visible à l’écran, c’est indispensable ! • Des exemples pour mettre en œuvre des fonctionnalités (éviter le syndrome de la feuille blanche), en particulier pour les nouvelles…
Conclusion On a essayé de montrer le foisonnement (non exhaustif) d’études industrielles réalisées grâce à la plateforme Salomé, dans le cadre des réacteurs GenIV. Pour les études GenIV,
• Salomé va bien au-delà d’un mailleur ! • Fort atout, lié à l’intéraction d’un solveur (ici exemples avec le code
SYRTHES) avec les autres modules de Salomé (geom, smesh, JobManager, YACS, parametric, OpenTurns, etc…).
• Pris isolément, on peut trouver pour chacun des modules des produits «commerciaux» équivalents (voire «meilleurs»), mais inversement les autres produits ne nous permettent pas la même souplesse ou la même force que procure l’interaction entre les différents modules. C’est la raison pour laquelle il me paraît important qu’à terme l’utilisateur puisse souplement choisir parmi l’ensemble des modules disponibles
Arithmétique Salomé : 1+1 >> 2 Les interactions que l’on a avec l’équipe Salomé permettent de faire progresser réellement le produit en fonction de nos besoins métier On a vraiment l’impression (à l’échelle de la R&D) que faire avancer Salomé permet effectivement de mutualiser et capitaliser des choses entre disciplines différentes (ex découpage en tétraèdres, aspects paramétriques, etc…). Tout est-il rose ? : clairement non, «le père noël est attendu», et on râle parfois ! Salomé demande un investissement conséquent au départ mais son utilisation pour des études industrielles devient largement «rentable» après une phase de montée en compétence.
