Fonctionnalité générales
Analyses
Analyses non linéaires
CESAR met en œuvre plusieurs algorithmes de calcul afin que l'analyse non linéaire puisse être effectuée de manière efficace et robuste.
CESAR est livré avec des modèles constitutifs simples ou avancés pour les sols et les roches. L'utilisateur bénéficiera également du laboratoire de lois de comportement, permettant une modélisation avancée du comportement du sol.
D'autres matériaux comme le béton ou l'acier sont également intégrés.
Écoulement des eaux souterraines
CESAR traite l'analyse des écoulements en milieux poreux saturés ou non saturés. Les problèmes de diffusion sont analysés en régime permanent ou transitoire.
Les résultats peuvent être intégrés dans les problèmes de contraintes totales/effectives. Cette analyse séquentielle est adaptée aux modèles courants.
Facteur de sécurité et méthodes de réduction de la résistance
Les résultats d'une analyse par éléments finis (contraintes, champs de déplacements) reflètent l'équilibre mécanique du modèle. Cependant, l'analyse des états limites ou des facteurs de sécurité est souvent requise pour la conception des ouvrages géotechniques. C'est pourquoi CESAR intègre :
- La méthode de réduction des caractéristiques de résistance du massif, également appelée "réduction c-phi". Elle fournit un facteur de sécurité sur la stabilité,
- Une procédure d'analyse limite en pilotant les cas de charges. Il fournit un facteur de sécurité par rapport à la capacité portante.
Consolidation
L'analyse en consolidation est utilisée pour simuler le phénomène de variation de la pression interstitielle liée aux changements de charges ou conditions aux limites.
Dans CESAR, cette analyse intégralement couplée contraintes/écoulements intègre le comportement des modèles constitutifs de matériaux non linéaires. Ce processus fournit des résultats plus précis que la même analyse avec des matériaux élastiques ou des hypothèses non couplées (en drainé ou non drainé).
Dynamique
CESAR calcule, par intégration directe, la réponse d'une structure soumise à une charge dynamique ; il permet de procéder à une résolution pas à pas de l'équation d'équilibre dynamique.
Une autre méthode consiste à calculer, par superposition modale (la recherche des valeurs propres est incluse), la réponse d'une structure soumise à une charge dynamique. Deux types de problèmes peuvent être considérés ici :
- estimation de la réponse maximale par calcul spectral (une superposition de type SRSS ou CQC),
- calcul de la réponse complète.
Interaction sol-structure
Le processus dans lequel la réponse du sol influence le mouvement de la structure et le mouvement de la structure influence la réponse du sol est appelé interaction sol-structure (ISS).
CESAR intègre des familles d'éléments finis pour une modélisation correcte de ces ISS :
- Poutre, treillis, coque, plaques, éléments ressorts, éléments amortisseurs… pour la modélisation de la structure.
- Éléments volumiques, éléments ressorts, éléments amortisseurs… pour la modélisation du sol.
De plus, des éléments d'interface (joints ou contacts) et des algorithmes peuvent être associés aux interfaces des coques, poutres et volumes afin que les décollements, les glissements ou les frottements soient correctement modélisés.
Température
L'analyse thermique est utile pour la simulation de plusieurs phénomènes en Génie Civil comme un incendie dans un tunnel, une élévation de température dans une chaussée routière… CESAR est adapté pour modéliser plusieurs conditions aux limites et conductions de chaleur.
Facilement couplés aux algorithmes mécaniques, les gradients de température, résultats de l'analyse thermique, permettent une modélisation correcte des champs de contraintes induits.
Analyses non linéaires
CESAR met en œuvre plusieurs algorithmes de calcul afin que l'analyse non linéaire puisse être effectuée de manière efficace et robuste.CESAR est livré avec des modèles constitutifs simples ou avancés pour les sols et les roches. L'utilisateur bénéficiera également du laboratoire de lois de comportement, permettant une modélisation avancée du comportement du sol.
D'autres matériaux comme le béton ou l'acier sont également intégrés.
Écoulement des eaux souterraines
CESAR traite l'analyse des écoulements en milieux poreux saturés ou non saturés. Les problèmes de diffusion sont analysés en régime permanent ou transitoire.Les résultats peuvent être intégrés dans les problèmes de contraintes totales/effectives. Cette analyse séquentielle est adaptée aux modèles courants.
Facteur de sécurité et méthodes de réduction de la résistance
Les résultats d'une analyse par éléments finis (contraintes, champs de déplacements) reflètent l'équilibre mécanique du modèle. Cependant, l'analyse des états limites ou des facteurs de sécurité est souvent requise pour la conception des ouvrages géotechniques. C'est pourquoi CESAR intègre :- La méthode de réduction des caractéristiques de résistance du massif, également appelée "réduction c-phi". Elle fournit un facteur de sécurité sur la stabilité,
- Une procédure d'analyse limite en pilotant les cas de charges. Il fournit un facteur de sécurité par rapport à la capacité portante.
Consolidation
L'analyse en consolidation est utilisée pour simuler le phénomène de variation de la pression interstitielle liée aux changements de charges ou conditions aux limites.Dans CESAR, cette analyse intégralement couplée contraintes/écoulements intègre le comportement des modèles constitutifs de matériaux non linéaires. Ce processus fournit des résultats plus précis que la même analyse avec des matériaux élastiques ou des hypothèses non couplées (en drainé ou non drainé).
Dynamique
CESAR calcule, par intégration directe, la réponse d'une structure soumise à une charge dynamique ; il permet de procéder à une résolution pas à pas de l'équation d'équilibre dynamique.Une autre méthode consiste à calculer, par superposition modale (la recherche des valeurs propres est incluse), la réponse d'une structure soumise à une charge dynamique. Deux types de problèmes peuvent être considérés ici :
- estimation de la réponse maximale par calcul spectral (une superposition de type SRSS ou CQC),
- calcul de la réponse complète.
Interaction sol-structure
Le processus dans lequel la réponse du sol influence le mouvement de la structure et le mouvement de la structure influence la réponse du sol est appelé interaction sol-structure (ISS).CESAR intègre des familles d'éléments finis pour une modélisation correcte de ces ISS :
- Poutre, treillis, coque, plaques, éléments ressorts, éléments amortisseurs… pour la modélisation de la structure.
- Éléments volumiques, éléments ressorts, éléments amortisseurs… pour la modélisation du sol.
De plus, des éléments d'interface (joints ou contacts) et des algorithmes peuvent être associés aux interfaces des coques, poutres et volumes afin que les décollements, les glissements ou les frottements soient correctement modélisés.
Température
L'analyse thermique est utile pour la simulation de plusieurs phénomènes en Génie Civil comme un incendie dans un tunnel, une élévation de température dans une chaussée routière… CESAR est adapté pour modéliser plusieurs conditions aux limites et conductions de chaleur.Facilement couplés aux algorithmes mécaniques, les gradients de température, résultats de l'analyse thermique, permettent une modélisation correcte des champs de contraintes induits.
Lois de comportement
Une riche base de données intégrée
Elasticité
- Élasticité linéaire isotrope homogène
- Élasticité linéaire orthotrope homogène
- Élasticité linéaire isotrope avec E et φ variant linéairement avec la profondeur
- Élasticité non linéaire du Hardening Soil Model
- Élasticité non linéaire de Cam-Clay
- Élasticité non linéaire de Duncan
- Élasticité non linéaire de Fahey-Carter
Critères de plasticité pour les sols
- Mohr Coulomb
- Critère de Mohr Coulomb avec c et φ variant linéairement avec la profondeur (c = f(z) ; φ= f(z))
- Hardening Soil Model (HSM)
- Cam-Clay (modifié)
- Drucker Prager
- Prévost–Hoëg
- Hoek-Brown (1997)
- Tresca
- Critère orienté
- HiSS (Shao & Desai)
- S-Clay 1
- Vermeer
- Nova
- Mélanie.
Critères de plasticité pour les autres matériaux
- Von Mises
- Critère parabolique
- Hill-Lourenço
- Willam Warnke
Endommagement
Une riche base de données intégrée
Elasticité
- Élasticité linéaire isotrope homogène
- Élasticité linéaire orthotrope homogène
- Élasticité linéaire isotrope avec E et φ variant linéairement avec la profondeur
- Élasticité non linéaire du Hardening Soil Model
- Élasticité non linéaire de Cam-Clay
- Élasticité non linéaire de Duncan
- Élasticité non linéaire de Fahey-Carter
Critères de plasticité pour les sols
- Mohr Coulomb
- Critère de Mohr Coulomb avec c et φ variant linéairement avec la profondeur (c = f(z) ; φ= f(z))
- Hardening Soil Model (HSM)
- Cam-Clay (modifié)
- Drucker Prager
- Prévost–Hoëg
- Hoek-Brown (1997)
- Tresca
- Critère orienté
- HiSS (Shao & Desai)
- S-Clay 1
- Vermeer
- Nova
- Mélanie.
Critères de plasticité pour les autres matériaux
- Von Mises
- Critère parabolique
- Hill-Lourenço
- Willam Warnke
Endommagement
Lois de comportement définies par l'utilisateur
Une boîte à outils numérique de modèles de comportement a été conçue et intégrée dans le logiciel CESAR-LCPC, proposant des lois élastiques, des critères de plasticité et d'écrouissage. Ainsi adaptés au contexte du projet et aux types de géomatériaux, ils présentent une valeur ajoutée pour les ingénieurs géotechniciens pour une meilleure analyse du comportement ouvrages géotechniques.
Outils de CAO et flux de travail
CESAR est équipé d'un large éventail d'outils de CAO pour que l'utilisateur se retrouve dans un environnement de travail confortable, proche de l'environnement de son logiciel de CAO :
- Cercles, lignes, splines, NURBS, blocs.
- Imports : DXF, LANDXML, STEP.
- Intersections : volume/volume, volume/surface, surface/surface, bord/bord.
- Opérations : translation, rotation, symétrie, extrusion.
Aussi, parce que plusieurs structures se prêtent à la conception paramétrique, nous intégrons une assistance pour la génération de modèles, de la géométrie (tunnels par exemple) à l'analyse des résultats. Nos outils sont basés sur des fichiers XML et des scripts PYTHON.
Le flux de travail de CESAR a été conçu pour que l'utilisateur ait facilement un aperçu de l'état du modèle : géométrie, maillage, propriétés des matériaux, conditions aux limites et jeux de chargement.
La fenêtre « Arborescence » est le cœur du modèle. L'utilisateur verra ici d'un coup toute l'analyse effectuée sur le modèle dans « l'arbre de calcul ». Il peut également accéder et vérifier les propriétés du modèle dans « l'arbre de données ».
CESAR est équipé d'un large éventail d'outils de CAO pour que l'utilisateur se retrouve dans un environnement de travail confortable, proche de l'environnement de son logiciel de CAO :
- Cercles, lignes, splines, NURBS, blocs.
- Imports : DXF, LANDXML, STEP.
- Intersections : volume/volume, volume/surface, surface/surface, bord/bord.
- Opérations : translation, rotation, symétrie, extrusion.
Le flux de travail de CESAR a été conçu pour que l'utilisateur ait facilement un aperçu de l'état du modèle : géométrie, maillage, propriétés des matériaux, conditions aux limites et jeux de chargement.
La fenêtre « Arborescence » est le cœur du modèle. L'utilisateur verra ici d'un coup toute l'analyse effectuée sur le modèle dans « l'arbre de calcul ». Il peut également accéder et vérifier les propriétés du modèle dans « l'arbre de données ».
Outils de maillage
CESAR comprend un large éventail de procédures de maillage efficaces.
Tous les algorithmes permettent de définir le raffinement du maillage en renseignant la densité sur contours :
- Maillage des régions surfaciques de types plan, révolution ou coons ;
- Maillage d'éléments de volume régulier de type hexaèdre, pentaèdre ou tétraèdre ;
- Génération automatique de maillage volumique (Les volumes sont définis par leur surface externe et sont remplis de tétraèdres) ; mailleur GMSH.
Il est également possible d'étendre le maillage par translation, rotations ou symétrie.
Bibliothèque d'éléments finis
- Eléments de type déplacement isoparamétrique
- Tétraèdre. hexaèdre, pentaèdre…
- Éléments de poutre
- Éléments de coque
- Éléments de joints
- Éléments de contact
- Éléments de ferme
- Éléments de ressort
- Éléments spéciaux nodaux (transfert de chaleur, amortissement…)
- Éléments de type diffusion isoparamétriques
- Éléments d'échange
- Éléments isoparamétriques bidimensionnels à trois degrés de liberté par nœud (deux déplacements, charge hydraulique) pour des problèmes de consolidation
- Éléments isoparamétriques à cinq degrés de liberté par nœud (trois déplacements, pression interstitielle, température) pour des problèmes thermomécaniques en milieu poreux.
CESAR comprend un large éventail de procédures de maillage efficaces.
Tous les algorithmes permettent de définir le raffinement du maillage en renseignant la densité sur contours :- Maillage des régions surfaciques de types plan, révolution ou coons ;
- Maillage d'éléments de volume régulier de type hexaèdre, pentaèdre ou tétraèdre ;
- Génération automatique de maillage volumique (Les volumes sont définis par leur surface externe et sont remplis de tétraèdres) ; mailleur GMSH.
Bibliothèque d'éléments finis
- Eléments de type déplacement isoparamétrique
- Tétraèdre. hexaèdre, pentaèdre…
- Éléments de poutre
- Éléments de coque
- Éléments de joints
- Éléments de contact
- Éléments de ferme
- Éléments de ressort
- Éléments spéciaux nodaux (transfert de chaleur, amortissement…)
- Éléments de type diffusion isoparamétriques
- Éléments d'échange
- Éléments isoparamétriques bidimensionnels à trois degrés de liberté par nœud (deux déplacements, charge hydraulique) pour des problèmes de consolidation
- Éléments isoparamétriques à cinq degrés de liberté par nœud (trois déplacements, pression interstitielle, température) pour des problèmes thermomécaniques en milieu poreux.