OOFE | LMPS

Agrandir l’image — Propagation des ondes ultrasonores dans un polycristal 3D. Projet Columbo ANR-21-CE08-0026. J. C. Victoria, B. Tie, U. Paris-Saclay, CentraleSupélec, CNRS, LMPS

Objectifs et thèmes

OOFE est un code d’éléments finis orienté objet développé en C++ pour calcul des structures et de matériaux par éléments finis. La version actuelle du code contient plus de 330 classes et plus de 100 000 lignes.
Thèmes (actuels) : propagation des ondes en milieux complexes (matériaux hétérogènes anisotropes, matériaux polycristallins, composites de type matrice-inclusion, panneaux sandwichs en nid d’abeilles, assemblages des plaques/coques, etc.), calcul adaptatif avec remaillage et estimation d’erreur ; calcul parallèle.

Caractéristiques

Voici quelques points forts qui caractérisent le code :

Son architecture orientée objet et son formalisme intrinsèque d’implémentation en termes de tenseur et de vecteur ;
Ses classes CAO intégrées permettant un remaillage adaptatif respectant exactement les géométries courbes, telles que les coques ;
Ses estimateurs d’erreur de discrétisation et de modèle et ses solveurs adaptatifs ;
Son solveur dynamique adaptatif de Galerkin espace-temps discontinu en temps ;
Son solveur dynamique massivement parallèle de Galerkin discontinu en espace – il utilise la librairie METIS pour le partitionnement en sous domaines, la librairie MPI pour gérer la communication inter-processeurs pour le calcul parallèle, et s’interface avec NEPER pour simuler des microstructures polycristallines 2D/3D.

Le code est multiplateforme et géré par Gitlab de CentraleSupélec. Il est installé sur les calculateurs du mésocentre Paris Saclay.

Propriété et contributeurs

CNRS, CentraleSupélec
Bing TIE
Anne-Sophie MOURONVAL (développement de la version parallèle du solveur sDG, ANR MAPIE 2013-2017, COLUMBO 2022-2025)
Doctorants et post-doctorants :
Haithem ADOUANI (these 2005-2008);
Arnaud BOULLARD (these 2001-2004)
Guillaume JAY (these 2000-2003)
Jean-Michel LECLERE (thèse 1998-2001)
Hossein KAMALINIA (thèse 2019-2023, projet 3DPrintheart, Région IdF, DIM Respore)
Juan Camilo VICTORIA GIRALDO (projet ANR COLUMBO 2022-2025)
Loïc GUEZOU (projet PIA-RHU 2022-2025)
Adrien RENAUD (post-doc 2020-2021, projet LASIPS ModUS3D)

Communauté d’utilisateurs

CentraleSupélec (LMPS)
Doctorants pour la recherche
Etudiants M2 pour l’enseignement

Projets

ANR MAPIE (2013-2017)
ANR COLUMBO (2022-2025)
PIA RHU EndoVx (2022-2026)
ANR DIZZY (2025-2028)
Projet 3DPrintheart (Paris Région PhD2 2019, 2019-2023)
Projet Labex LaSIPS ModUS3D (2018-2020)
Pôle « Chocs Pyrotechniques » (2002-2013)

En images

Propagation des ondes élastiques simulées par un solveur implicite adaptatif de Galerkin espace-temps discontinu en temps

Propagation des ondes élastiques simulées par un solveur explicite massivement parallèle de Galerkin discontinu en espace

Propagation des ondes élastiques dans des assembles de structures minces

Propagation des ondes ultrasonores

Endommagement ductile simulé par un solveur adaptatif mixte simultanné en maillage et en modèle

Publications

1. D. Aubry, G. Jay, B. Tie, and R. Muzzolini. A combined mesh and model adaptive strategy for the scaling issues in the numerical modelling of the ductile damage in thin panels, Comput. Methods. Appl. Mech. Engrg., vol. 192, no. 28-30, pp. 3285–3330, 2003. Doi: 10.1016/S0045-7825(03)00351-7
2. D. Aubry, D. Lucas, and B. Tie. Adaptive strategy for transient/coupled problems, applications to thermoelasticity and elastodynamics, Comput. Methods. Appl. Mech. Engrg., vol. 176, pp.41–50, 1999. Doi : 10.1016/S0045-7825(98)00329-6
3. A. Grédé, B. Tie, and D. Aubry. Elastic wave propagation in hexagonal honeycomb sandwich panels: Physical understanding and numerical modeling, Journal de Physique, vol. 134, pp. 507–514, 2006. Doi : 10.1051/jp4:2006134078
4. B. Tie, H. Adouani, C. Berdin, and S. Cattet. Unstable and limited crack propagation: Numerical modelling and parametric analysis, European Journal of Computational Mechanics, p. 12, 2008. Doi : 10.3166/remn.17.663-675
5. X. Bai, B. Tie, J.-H. Schmitt, and D. Aubry. Finite element modeling of grain size effects on the ultrasonic microstructural noise backscattering in polycrystalline materials, Ultrasonics, vol. 87, pp. 182–202, 2018. Doi : 10.1016/j.ultras.2018.02.008
6. B. Tie, A.-S. Mouronval, V.-D. Nguyen, L. Series, and D. Aubry. A unified variational framework for the space discontinuous Galerkin method for elastic wave propagation in anisotropic and piecewise homogeneous media, Comput. Methods. Appl. Mech. Engrg., vol. 338, pp. 299–332, 2018. Doi : 10.1016/j.cma.2018.04.018
7. A.-S. Mouronval, B. Tie, A. Hadjadj, and G. Moebs. Investigation of shock/elastic obstacles interactions by means of a coupling technique, Journal of Fluids and Structures, vol. 84, pp. 345–367, 2019. Doi : 10.1016/j.jfluidstructs.2018.10.008
8. B. Tie, A.-S. Mouronval. Systematic development of upwind numerical fluxes for the space discontinuous Galerkin method applied to elastic wave propagation in anisotropic and heterogeneous media with physical interfaces, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., 372, 113352, 2020. Doi : 10.1016/j.cma.2020.113352
9. A. Renaud, B. Tie, A.-S. Mouronval, and J.-H. Schmitt. Multi-parameter optimization of attenuation data for characterizing grain size distributions and application to bimodal microstructures, Ultrasonics, vol. 115, p. 106425, 2021. Doi : 10.1016/j.ultras.2021.106425
10. H. Kamalinia, A. Barbarulo, and B. Tie. A coupled acoustic/elastic discontinuous Galerkin finite element method: Application to ultrasonic imaging of 3D-printed synthetic materials, Computers & Structures, vol. 291, p. 107208, 2024. Doi : 10.1016/j.compstruc.2023.107208
12. H. Kamalinia, M. Bonnevay, A. Barbarulo, E. Vennat, B. Tie. Numerical and experimental study of echogenicity in 3D-printed tissue-mimicking materials, Ultrasonics, vol. 148, p.107518, 2025. Doi : 10.1016/j.ultras.2024.107518