CARINS: Un logiciel de modelisation et de simulation pour les procedes industriels complexes fonde sur des logiciels libres

摘要

CARINS est un logiciel de simulation des phenomenes non permanents ou transitoires apparaissant dans les systemes propulsifs des moteurs de fusee lors des differentes phases d'une mission; sa realisation a ete initiee en 2001 par le CNES et l'ONERA. Il s'appuie sur des logiciels libres, assurant ainsi la maitrise du developpement et facilitant le travail en collaboration avec des laboratoires de recherche. L'architecture du logiciel met en oeuvre des entites differentes mais integrees: une interface homme-machine (IHM) ecrite en Java, et developpee suivant les regles du genie logiciel preconisees par la methode Macao (notamment en utilisant la programmation orientee objet qui fiabilise les evolutions futures), un generateur automatique de modeles utilisant un langage de calcul formel (Maxima), des bibliotheques numeriques incluant les modeles physiques et les solveurs d'equations differentielles ordinaires, Les modeles physiques sont constitues a partir des lois de bilan de la physique appliquees a des volumes de controle de la taille des organes a etudier. Les modeles disponibles concernent les moteurs de fusee (reservoirs, canalisations, pompes, chambre de combustion, etc), mais l'utilisation de bibliotheques permet l'extension a d'autres domaines de la physique. L'article montre comment l'utilisateur peut introduire ses propres modeles via l'IHM, qui genere alors automatiquement le masque de saisie des parametres et des conditions initiales. Pour chaque simulateur, un programme Fortran optimise est genere, prenant en compte les expressions analytiques fournies par l'utilisateur. L'application a des exemples de moteurs a combustion interne ou cryogenique illustre les performances de CARINS.