Introduction au Calcul Scientifique : Modélisation, simulation numérique et applications
CSC109


Objectifs pédagogiques

- Donner aux auditeurs les bases mathématiques de la méthode des éléments finis, des différences finies et des volumes finis.
- Savoir, sur des problèmes standards multiphysiques, reconnaître la méthode numérique à utiliser, connaître ses propriétés et sa mise en oeuvre.
- Etre en capacité de réduire les coûts de calcul ainsi que la complexité des codes. Connaissance des outils et techniques de parallélisation.

Public et conditions d'accès

Informatique : Connaissances de base en informatique (programmation, algorithmique). La connaissance des langages Python et C++ est recommandée.
Mathématiques : Connaissances en calcul différentiel/intégral et en algèbre linéaire matricielle (avoir suivi l'UE CSC104 ou CSC106 du Cnam ou équivalent).

Compétences

Compétences en modélisation et simulations numériques de problèmes d'ingénieurs.

Méthodes de validation

Examen de fin de semestre + projet (moyenne pondérée des deux notes)

Contenu de la formation

Partie 1 : Constructions de méthodes numériques pour la résolution d'Equations aux Dérivées Partielles (EDP) : éléments finis, volumes finis, différences finies, éléments spectraux.
Partie 2 : Introduction au Calcul Haute Performance (CHP) : Décomposition de domaines. Parallélisations MPI, OpenMP. Parallélisations CPU/GPU. Optimisation de solveurs.

Ces deux parties seront composées de cours, d'exercices dirigés et de travaux pratiques sur des problèmes multiphysiques. Les travaux pratiques seront réalisés dans les langages Python et/ou C++.

Par ailleurs, une partie des séances de cette UE sera assurée par un·e intervenant·e extérieur·e, qui apportera une illustration des notions vues en cours/ED/TP sur des cas d'étude applicatifs.

Bibliographie
  • G. Dhatt, G. Touzot: La méthode des éléments finis (Hermes-Lavoisier)
  • E. Godlewski, P.A. Raviart: Numerical Approximation of Hyperbolic Systems of Conservation Laws
  • A. Quarteroni, A. Valli: Numerical Approximation of Partial Differential Equations

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants :

  • MR11604A : Master Sciences, technologies, santé mention Informatique parcours Traitement de l'information et exploitation des données

Prochaines sessions de formation

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