Neper

Fiche logiciel validé
  • Création ou MAJ importante : 10/07/13
  • Correction mineure : 10/07/13
  • Rédacteur de la fiche : Romain Quey - Développeur du logiciel - LGF (CNRS, Mines Saint-Etienne)
  • Relecteur(s) : Fabrice Barbe (GPM)
    Pascal Joly (LJLL)
  • Contributions importantes : Fabrice Barbe (GPM / INSA Rouen)
  • Responsable thématique : David Rousse (CNRS DSI)
Mots-clés
Pour aller plus loin

Neper : génération et maillage de microstructures polycristallines

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Description
Fonctionnalités générales

Neper est un logiciel de génération et de maillage de microstructures polycristallines, en particulier de mosaïques de Voronoï 3D.

Les fonctionnalités principales sont :

  • Génération de mosaïques de Voronoï 3D, représentées sous forme vectorielle ;
  • Maillage en éléments tétraédriques permettant de décrire de manière exacte la forme des grains. Une procédure de "régularisation" de la géométrie est mise en oeuvre pour améliorer la qualité du maillage ;
  • Maillage en éléments cubiques réguliers ;
  • Génération d'orientations cristallographiques pour les grains ;
  • Génération d'images PNG de haute-qualité des mosaïques et des maillages (postprocessing).

Le logiciel est distribué sous la forme d'une archive contenant le code source ainsi qu'une documentation complète détaillant son installation et utilisation.

Autres fonctionnalités

Neper tire son originalité de sa robustesse et de ses capacités à mailler de très grandes mosaïques (100 000 cellules) en respectant une très bonne qualité des éléments finis. Il est donc particulièrement performant pour des approches nécessitant des grands ensembles statistiques (réalisations automatiques de microstructures de grandes tailles ou en très grands nombres), ou impliquant de grandes déformations.

Différentes options sont mises à disposition pour diversifier ses champs d'utilisation :

  • Possibilité de construire des polycristaux dans tout domaine spatial convexe (en particulier cubes et cylindres) ;
  • Contrôle de la distribution spatiale des germes de Voronoï (du tout imposé au tout aléatoire) ;
  • Accès direct aux caractéristiques géométriques des cellules (tailles, équations des faces et des arêtes frontières, ...).
Interopérabilité

Tous les fichiers d'entrée / sortie sont au format ASCII. Les mosaïques de Voronoï sont exportées au format natif du logiciel, ".tess", qui est documenté, ou dans d'autres formats, ply et 3dec. Les maillages sont exportables aux formats ".msh" (Gmsh), ".inp" (Abaqus) et ".geof" (Zset/Zébulon).

Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

Applications dans les 2 laboratoires particulièrement actifs dans l'utilisation de Neper : LGF / Mines Saint-Etienne (R. Quey) et GPM / INSA Rouen (F. Barbe) :

Modélisation par éléments finis du comportement de matériaux polycristallins :

  • Caractérisation de la localisation des contraintes et déformations ;
  • Développement des textures et microtextures cristallographiques en grandes déformations plastiques (ε = 1 à 2) ;
  • Approche micromécanique de la rupture dans les aciers ferritiques ;
  • Conséquences mécaniques des transformations de phase diffusives (version non publique) ;
  • Modélisation Monte Carlo de la dynamique d’aimantation d’agrégats ferromagnétiques.
Environnement du logiciel
Plates-formes

Fonctionne sur les Unix-like et Mac OS.
Testé sur les architectures i686, x86_64, powerpc et AIX.

Logiciels connexes

Gmsh, licence GPL : requis pour le maillage, http://www.geuz.org/gmsh.
LibScotch, licence Cecill-C : requis pour le partitionnement de maillage, http://www.labri.fr/perso/pelegrin/scotch/.
Povray, licence proche de la GPL : requis pour générer des figures au format PNG, http://www.povray.org/.

Environnement de développement
Type de structure associée au développement

Développement par moi-même (Romain Quey), avec l'implication de doctorants et postdoctorants.

Eléments de pérennité

Logiciel développé depuis 2003 et qui continue à évoluer. Développements en cours dans le cadre d'une thèse et d'un postdoctorat lancés en 2012.

Références d'utilisateurs institutionnels

Logiciel utilisé en local et dans d'autres laboratoires en France et à l'étranger (plus de 10).
717 téléchargements en 2012 (USA: 207, France: 138, Chine: 126, Allemagne: 67, ...).

Environnement utilisateur
Liste de diffusion ou de discussion, support et forums

2 listes de diffusion :

Documentation utilisateur

Des exemples illustrés d'utilisation, une galerie d'images et des références d'applications sont disponibles sur le site web du logiciel : http://neper.sourceforge.net.

La documentation (PDF, 66 pages) est incluse dans l'archive du logiciel.

Le logiciel, la documentation et les autres ressources sont en anglais.