Qu’est-ce que la simulation CFD ?

On utilise aujourd’hui de très nombreux outils numériques permettant de modéliser les agissements de certains phénomènes ou de certaines matières a priori impossibles à prédire, comme c’est par exemple le cas des fluides. En effet, de par leur nature et leurs caractéristiques, il est difficile de prévoir avec exactitude le mouvement d’un liquide. Cependant, cela est rendu possible, dans une certaine mesure par la simulation CFD. Mais qu’en est-il ? On fait le point.

La simulation CFD : quelques éléments de définition

La simulation CFD (ou computational fluid dynamics en anglais), également connue sous le nom de mécanique des fluides numérique (MFN), désigne une technique permettant d’étudier et de prévoir le mouvement d’un fluide, et ce, en fonction d’un certain nombre de paramètres bien définis.

La simulation CFD s’appuie sur un certain nombre d’équations mathématiques, telles que les équations d’Euler ou les équations de Navier-Stokes pour modéliser le mouvement d’un fluide. Aujourd’hui, l’étude de la mécanique des fluides numériques a principalement lieu au sein d’un bureau d’études CFD. En effet, la simulation CFD s’applique dans de très nombreux secteurs d’activité.

Les secteurs d’activité dans lesquels intervient la simulation CFD

La simulation et le calcul CFD interviennent dans de très nombreux secteurs d’activité. En effet, les fluides et les liquides se retrouvent au quotidien, que l’on soit chez soi, au volant de sa voiture ou même dans l’espace. Il est alors indispensable d’étudier les mouvements d’un fluide afin d’améliorer le fonctionnement de certains outils ou de certains appareils.

Par exemple, la simulation CFD intervient dans le domaine du bâtiment, pour veiller au bon écoulement des eaux usées. Elle intervient également dans le domaine des transports automobiles et aériens pour optimiser l’apport en carburant des moteurs thermiques. De la même manière, la simulation CFD intervient pour optimiser certains outils à bord de l’ISS, là où l’apesanteur modifie complètement le comportement des fluides.

La méthodologie de la mécanique des fluides numériques

Mener des études en CFD doit respecter une certaine méthodologie. En effet, la résolution d’un problème lié à la mécanique des fluides numériques passe par trois étapes. Il s’agit tout d’abord de préparer le problème en faisant le choix des modèles et des équations numériques.

Ensuite, il s’agira de procéder à la résolution du problème, en exécutant un certain nombre de modélisations numériques. La résolution du problème se termine avec l’exploitation des résultats et la réponse aux questions formulées par le problème.

Ainsi, la simulation CFD désigne une technique numérique qui permet d’étudier les mouvements des fluides. Cette technique intervient alors dans de très nombreux secteurs d’activité, tels que le bâtiment, le transport ou l’aérospatial.