SCoPI

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 24/11/09
  • Correction mineure : 10/01/11
  • Auteur de la fiche : Sylvain Faure (Laboratoire de Mathématiques Orsay)
  • Responsable thématique : Violaine Louvet (Institut Camille Jordan)
Mots-clés

SCoPI : simulation of collections of particules in interaction

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, MacOS X
  • Version actuelle : 3.0 - 12/01/2011
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : utilisé en interne, en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Le développement du logiciel SCoPI a démarré en 2006 lors de la thèse d'Aline Lefebvre-Lepot effectuée sous la direction de Bertrand Maury. Il s'agissait de simuler des particules en interaction avec un nouveau modèle de gestion des contacts et une prise en compte des forces de lubrification. Un an plus tard, Juliette Venel, lors de sa thèse également sous la direction de Bertrand Maury, réutilisait cette gestion rigoureuse des contacts pour simuler des mouvements de foules. Parallèlement à ces travaux, Sylvain Faure s'occupa de la partie visualisation en temps réel en utilisant la librairie C++ VTK. Depuis, SCoPI ne cesse d'être enrichi par des développements provenant soit de la thématique écoulements granulaires soit de la thématique mouvements de foule. Les développeurs actuels sont : Sylvain Faure, Pierre Gendre, Michaël Grasseau, Aline Lefebvre-Lepot, Sébastien Martin et Juliette Venel.
  • Contact concepteur(s) : aline.lefebvre@polytechnique.edu
  • Laboratoire(s), service(s)... : CMAP, Labo Maths Orsay, LAMAV

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est destiné à la Simulation de Collections Particules en Interaction. Il permet la simulation en 2D ou 3D de particules sphériques en interaction avec un milieu environnant (obstacles de différents types, mobiles ou non, force de gravité, fluide) ainsi qu'avec les autres particules (forces interparticulaires, contacts).

Le coeur de ce logiciel est un algorithme de projection permettant d'imposer une contrainte sur les vitesses des particules afin que celles-ci ne se chevauchent pas ou restent collées, au choix. Il laisse la possibilité à l'utilisateur de programmer les modèles de milieu extérieur (gravité, sec, fluide...), d'interaction interparticulaire (force de cohésion...) et de contact (inélastique, visqueux, agrégation...) qu'il souhaite. Le logiciel permet également la prise en compte de différents types d'obstacles (sphères, plans...), mobiles ou non. Cette modularité a été obtenue par une programmation orientée objet et par la construction d'un diagramme des classes adapté (méthodologie CSiMoon [1]).

La partie graphique a été effectuée en utilisant la librairie VTK. Le logiciel permet l'affichage des résultats (tracé des particules, des contacts) en temps réel de calcul. Il est également possible de sauvegarder des fichiers de sortie graphique contenant toutes les données calculées. Ces fichiers peuvent ensuite être relus pour obtenir des images ou des films des simulations.

Contexte d’utilisation du logiciel

Codé en C++, il s'agit d'un logiciel de recherche à vocation pérenne. En effet, le diagramme des classes a été effectué de manière à rendre possible la gestion de nouveaux modèles de milieux extérieurs, d'interactions et de contacts. Il a ainsi été utilisé pour effectuer des simulations de mouvements de foule, de tas de sable ou de globules rouges vus comme assemblage de sphères rigides. Il pourra également par la suite être couplé avec un code fluide afin de permettre des simulations de particules immergées dans un fluide prenant en compte la force de lubrification.

Publications liées au logiciel

[1] S. Labbé, J. Laminie, V. Louvet. Csimoon. Calcul Scientifique, méthodologie orientée objet et environnement : de l'analyse mathématique à la programmation. Technical Report RT 2001-01, Laboratoire de Mathématiques, Université Paris-Sud, 2004.

[2] A. Lefebvre, Numerical simulation of gluey particles, M2AN, 43:53-80 (2009).

[3] S. Faure, A. Lefebvre-Lepot and B. Semin, Dynamic numerical investigation of random packing for spherical and nonconvex particles, ESAIM Proceedings, 28:13-32 (2009).

[4] S. Faure, S. Martin, B. Maury and T. Takahashi, Towards the simulation of dense suspensions : A numerical tool, ESAIM Proceedings, 28:55-72 (2009).

[5] B. Maury and J. Venel, A discrete contact model for crowd motion, Model. Math. Anal. Numer., (2010), to appear.

Commentaires

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Geneviève Romier