Publication d’un ouvrage sur l'algorithmique à haute performance pour les sciences de l'ingénieur

Les méthodes de décompositions de domaines sont des méthodes mathématiques et des algorithmes numériques permettant de résoudre un problème de très grande taille par son découpage et sa résolution en sous-problèmes de petite taille. Ces méthodes introduisent un parallélisme naturel des algorithmes ; il suffit par exemple d’affecter chaque sous-problème à un ordinateur différent. Dans le cas d’un découpage d’une structure (comme celle de la couverture de l’ouvrage) il s’agit d’une parallélisation en espace du problème. Bien que moins intuitive, la même approche peut s’appliquer en découpant un grand intervalle de temps en petits sous-intervalles de temps ; il s’agit alors d’une parallélisation en temps du problème. Mais attention, ce n’est pas si simple, car les sous-problèmes ne sont pas indépendants entre eux, mais sont au contraire couplés…

Cet ouvrage de recherche présente certaines méthodes de décompositions de domaines en espace et en temps, aussi bien d’un point de vue théorique, que pratique pour des problèmes issus des sciences de l’ingénieur en mécanique des fluides, en mécanique des structures et en finance.

Substructuring Techniques and Domain Decomposition Methods
Édité par Frédéric Magoulès
Publié chez Saxe-Coburg Publications
Couverture cartonnée, ISBN 1759-3158, ISBN 978-1-874672-33-3

Des algorithmes de nouvelle génération pour l’acoustique urbaine

Comprendre et réduire la pollution acoustique en milieu urbain grâce aux supercalculateurs

Indispensable au développement économique et industriel, l’accroissement du trafic routier, ferroviaire et aéroporté engendre malheureusement de nombreuses nuisances. Si les aspects de pollution classique, c'est-à-dire, émissions de gaz, particules de plomb, et autres substances toxiques sont maintenant relativement bien maîtrisés par diverses techniques (pots catalytiques, filtres à air, réduction des résidus), les aspects de pollution nonclassiques, sont à ce jour moins bien maîtrisées. C’est le cas notamment de la pollution acoustique (bruit, vibrations), dont les nuisances en ville sont depuis peu considérées par les habitants comme la principale source de désagréments.

Figure : Simulation de la pollution acoustique dans le quartier de Shinjuku (Japon).

Afin d’assister les communautés urbaines et les bureaux d’architectes dans leurs efforts d’aménagement de la ville, des cartes de bruits ont étés réalisées suite à plusieurs campagnes de mesures. La simulation numérique du niveau de bruit dans une ville entière (au moyen de logiciels de simulations) permet par comparaison avec les cartes de bruits (obtenues par mesure) de valider le modèle considéré. Sur cette base, la simulation du niveau de bruit obtenu, suite à l’ajout d’un nouveau bâtiment dans le modèle par exemple, permet d’évaluer avec précision les effets induits (augmentation ou réduction du niveau sonore).

Dans la mesure où les algorithmes classiques utilisés en acoustique deviennent quelques peu inadaptés au traitement d’une ville entière s’étendant sur plusieurs kilomètres, le laboratoire de Mathématiques Appliquées aux Systèmes de l’Ecole Centrale Paris s’est intéressée avec le C.E.A. et la société Bull S.A., dans le cadre du projet Péta Opérations Per Second (POPS) du pôle de compétitivité SYSTEMATIC, à l’étude et au développement de nouveaux algorithmes sur machines massivement parallèles. Ces algorithmes innovants, basés sur une approche décomposition de domaine multi-niveaux, permettent de tirer pleinement profit des architectures des machines téraflopiques, et permettent d’obtenir des résultats de simulation précis en des temps raisonnables.

Contact :
Professeur Frédéric Magoulès
Laboratoire de Mathématiques Appliquées aux Systèmes, Ecole Centrale Paris
E-mail : frederic.magoules@hotmail.com

Publication d’un ouvrage sur le calcul à haute performance et l’acoustique La recherche et le développement dans le domaine du calcul scientifique et de la simulation numérique ont profondément modifié le monde de l’ingénierie. Dans le domaine de l’acoustique et de la vibro-acoustique, le calcul à haute performance, grâce à de nouveaux algorithmes et des méthodes numériques innovantes d’une part, et les avancées technologiques récentes des architectures des systèmes d’informations d’autre part, révolutionne l’étude, l’analyse et la compréhension de problèmes complexes de très grandes tailles (comme la diffraction acoustique d’un sous-marin, la pollution acoustique dans une ville, etc.).

Cet ouvrage de recherche regroupe plusieurs chapitres illustrant quelques techniques et méthodes numériques utilisées avec succès dans le domaine de l’acoustique et de la vibro-acoustique. Ce livre intéressera plus particulièrement les ingénieurs et chercheurs désireux de découvrir de nouvelles méthodes numériques et applications du calcul à haute performance dans le domaine de l’acoustique et de la vibro-acoustique.

Computational Methods for Acoustics Problems
Édité par Frédéric Magoulès
Publié chez Saxe-Coburg Publications
Couverture cartonnée, ISBN 978-1-874672-30-