Fabio Naddei, jeune docteur ONERA récompensé du prix Caseau

Ce prix de 10 000 euros lui a été décerné dans la catégorie « Informatique et HPC* ». C’est une première à l’ONERA. Sa thèse - Simulation adaptative des grandes échelles d’écoulements turbulents fondée sur une méthode Galerkine discontinue – avait déjà été remarquée en 2019, puisqu’il avait été distingué du prix ONERA des doctorants du domaine Simulation numérique avancée.

Fabio Naddei, originaire de la région de Naples, a bénéficié pour sa thèse d’une bourse européenne ITN Marie Sklodowska-Curie. Ses travaux concernaient le développement de schémas numériques innovants de discrétisation en espace et des schémas d'intégration en temps précis et efficaces sur les moyens de calcul intensif.

Plus précisément, il a exploré la simulation des écoulements turbulents par des approches LES* utilisant les méthodes dites Galerkine discontinues (DG*) qui présentent de faibles erreurs de discrétisation et peuvent tirer pleinement parti des architectures HPC.

L’originalité du travail réside dans la prise en compte simultanée et l’adaptation fine à ces architectures des techniques d’adaptation de maillage. Les résultats obtenus sont très convaincants en termes de performances du calcul et permettent de conforter ces méthodes DG vis-à-vis de leur application à des simulations industrielles de grande taille.

Ces progrès sont essentiels pour que les méthodes DG puissent à moyen terme s’ajouter aux méthodes classiques de volumes finis en démontrant leur apport pour certains types de simulations d’intérêt industriel, comme par exemple des simulations LES aux limites du domaine de vol d’un aéronef.  
 

Différentes stratégies d’adaptation de maillage
 
Fabio Naddei a également proposé un nouvel estimateur d‘erreur qui permet d’être très performant sur les calculateurs HPC les plus récents. Ces travaux ont fait l’objet de trois publications dans des revues de haut niveau ainsi que des collaborations nombreuses parmi lesquelles on peut citer l’Université de Stanford et l’Imperial College de Londres.

 
Simulation adaptative de l'écoulement transitionnel autour d'un profil NACA12
à Reynolds 50000, α=5°.

*HPC : High Performance Computing, Calcul haute performance, ou science des supercalculateurs, comportant des aspects matériels (hardware) et logiciels (software). L’équipement ONERA – Sator, est ainsi équipé de plus de 24 000 cœurs de calcul, adressables en parallèle par le calcul.

*LES : Large Eddy Simulation, Simulation des grandes structures de la turbulence. Méthode permettant de calculer un écoulement turbulent, en calculant directement les grandes échelles, et en décrivant les petites échelles à l’aide d’un modèle. Cette approche conduit encore aujourd’hui à des coûts de calcul très élevés sur des applications d’intérêt industriel.

*DG : Galerkine Discontinue, méthode de haute précision mise en œuvre à l’ONERA dans le code Aghora, mêlant des propriétés des méthodes éprouvées des éléments finis et des volumes finis.