Optimisation topologique ou de modèle, corrélations et fonctions de substitution

Les systèmes industriels étudiés deviennent de plus en plus complexes et peuvent déjà être des versions améliorées du dispositif d’origine. Il devient donc difficile de prédire facilement les évolutions des paramètres menant à l’amélioration de ces systèmes. Il faut donc trouver de nouvelles directions d’évolution pour optimiser leur efficacité.

D’une part, Optifluides met en place des algorithmes d’optimisation qui sont couplés à nos codes de calcul de mécanique des fluides afin d’améliorer certaines composantes du système ou de faire évoluer un compromis de performance.

À titre d’exemple, Optifluides a réalisé une étude d’optimisation de forme pour un limiteur de débit à effet vortex. Ce dispositif a pour objectif de vidanger des cuves en faisant tendre le débit vers une valeur constante, dans une plage de hauteurs d’eau donnée. Cette optimisation a montré une direction de variation des paramètres géométriques pour améliorer les performances du système. Cette direction a également permis de montrer la prépondérance de certains paramètres sur l’évolution du débit et donc de simplifier le problème d’optimisation.

D’autre part, certains problèmes industriels mettent en jeu une multitude de phénomènes physiques couplés entre eux qui rendent trop complexe leur simulation dans un modèle d’ensemble. Il est alors nécessaire de créer des modèles simplifiés qui se comportent de façon analogue au système étudié tout en rendant la simulation possible. Pour développer ces modèles simplifiés, Optifluides utilise des méthodes d’optimisations paramétriques qui peuvent apporter des raffinements aux coefficients des lois calées empiriquement, tout en respectant leurs domaines de validité physique.

Cette démarche a été exploitée pour enrichir une modélisation complète de tour aéroréfrigérante. Dans ce cas, la loi d’échange thermique entre les différentes phases souffrait d’universalité pour pouvoir prendre en compte une large gamme d’essais tout en prédisant au mieux les échanges mesurés sur banc d’essai.