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Présentation du code de calcul ZéBuLoN

Développé conjointement par l'ONERA, Northwest Numerics (Seattle, USA), et le Centre des Matériaux, le code Z-set (ZéBuLoN) est un code de calcul éléments finis adapté aux problèmes de mécanique non linéaire. Programmé en C++, ZéBuLoN présente une structure modulaire orientée objet, qui comprend principalement un solver séquentiel (Z-solve), un solveur parallèle Z-psolve, une interface utilisateur (Z-master) pour le pré- et post-traitement graphique, un post-processeur (Z-post), un simulateur (Z-sim), un optimiseur (Z-opt) et une librairie de lois de comportement (Z-mat) interfacée par ZebFront.

Z-master : interface graphique de pré et post-traitement. Z-master est aujourd'hui distribué sous deux versions: Z-master2D, qui comprend un mailleur bidimensionnel ouvrant sur des constructions tridimensionnelles par extrusion, et Z-master3D, qui intègre les mailleurs BLSurf (tridimensionnel surfacique) et GHS3D (tridimensionnel volumique) développés à l'INRIA ;
Z-solve : solveur numérique ;
Z-psolve : solveur numérique parallèle ;
Z-post : post-traitement séquentiel ou parallèle, qui propose un dépouillement des résultats de façon globale ou locale ;
Z-sim : simulateur visant, avant d'entreprendre un calcul de structure complet, à tester les lois de comportement sur un élément de volume ;
Z-opt : optimiseur adapté à la résolution des problèmes inverses, à la caractérisation des matériaux, et à l'optimisation de structures ;
Z-mat : une librairie matériau particulièrement fournie, qui permet de concevoir des lois de comportement complexes par le biais d'une interface modulable orientée objet, reposant sur le langage utilisateur ZebFront.

Des années de recherche ont abouti à l'élaboration d'une bibliothèque matériau comptant un nombre considérable de lois de comportement sans équivalent sur le marché, conjuguée à des méthodes d'intégration robustes ainsi qu'à des procédures performantes d'identification de coefficients.

Dans le souci de mettre à disposition ces produits de la recherche, des travaux ont récemment été entrepris afin de coupler Z-mat avec les grands codes de calcul du marché. C'est ainsi qu'ont été développés les modules Z-aba (pour Abaqus), Z-marc, Z-ansys, Z-samcef, Z-aster.

Pour répondre à toutes les demandes, ZéBuLoN est distribué sous UNIX/Linux, Windows, Sun, Hewlett Packard, Silicon Graphics et IBM.

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Z-solve

Un solveur numérique séquentiel.

Z-psolve

Un solveur numérique parallèle.

Nombre de Processeurs	1	4	8	64
Temps CPU (s)	1428	138	59	12

Z-sim

Un simulateur permettant de solliciter directement un élément de volume en termes de déformations, contraintes, ou en chargement mixte contraintes-déformations de manière à simuler rapidement les essais classiques sur les matériaux (essais d'écrouissage, de fluage, de relaxation,...).

Z-opt

Un optimiseur adapté de façon générale à la résolution des problèmes inverses, et en particulier au recalage des paramètres matériau.

ZebFront

ZebFront is a C++ pre-processor implementing a very high level programming language which can be used to generate user models in Zebulon and Z-mat. It provides a simplified access to the integration methods and interfaces with the many utility classes built in Z-mat. We believe that the Z-mat library with ZebFront will become well known as the easiest way to implement UMAT applications, in very high-level, object oriented programming.

Z-mat

Une librairie de lois de comportement qui contient un grand nombre de modèles non encore disponibles dans les codes éléments finis du commerce, et qui est en même temps une boîte à outils pour le prototypage rapide de nouvelles lois. Ce dernier module contient tout le savoir-faire accumulé autour des lois de comportement depuis 7 ou 8 générations de doctorants. Les modèles sont facilement extensibles, et les lois d'integration particulièrement robustes. Dans le souci de mettre à disposition ces produits de la recherche, des travaux ont récemment été entrepris afin de coupler ZMaT avec les grands codes de calcul du marché. C'est ainsi qu'ont été développés les modules Z-aba (pour Abaqus), Z-marc, Z-ansys, Z-samcef, et Z-aster.

Z-master

Z-master, une interface graphique de pré et post-traitement. Z-master est aujourd'hui distribué sous deux versions Z-master2D qui comprend un mailleur bidimensionnel ouvrant sur des constructions tridimensionnelles par extrusion, et Z-master3D qui intègre les mailleurs surfacique BLSurf et volumique GHS3D développés par l'INRIA.