Optimisation

L’étalonnage d’un modèle numérique devrait donner un modèle fonctionnel et physiquement au moins raisonnablement précis. Le calibrage du modèle a déjà été couvert dans le tutoriel results analysis section de Telemac2d. Ce chapitre fournit d’abord plus de conseils pour augmenter la justesse physique d’un modèle, surtout en ce qui concerne la conservation de la masse, qui peut parfois être difficile à Telemac. En outre, des méthodes d’étalonnage avancées qui utilisent l’apprentissage automatique supervisé pour améliorer la précision du modèle physique sont présentées.

Temps de calcul¶

Certains mots clés du fichier de direction de TELEMAC (*.cas) affectent la vitesse de calcul.

• Utilisez les mots-clés ACCURACY and MAXIMUM ITERATION pour obtenir une convergence plus rapide.

• Désactiver TIDAL FLATS, même si désactiver tidal flats ne peut pas être recommandé pour produire des modèles physiquement significatifs et stables.

• Lorsque vous utilisez le solveur GMRES (SOLVER : 7), varier le solver options peut aider à réduire le temps total de calcul.

• Assurez-vous d’utiliser le mot-clé MATRIX STORAGE : 3 par défaut.

• Utilisez une simulation antérieure (p. ex., avec un maillage plus grossier) pour lancer le modèle avec les mots-clés COMPUTATION CONTINUED : YES et PREVIOUS COMPUTATION FILE : *.slf (voir la section 4.1.3 du Manuel Telemac2d).

De plus, Telemac2d permet d’arrêter une simulation (étape) lorsque les flux se stabilisent. Pour activer cette fonctionnalité, ajoutez le bloc suivant dans le fichier de direction (*.cas) :

/ steady state stop criteria in steering.cas
STOP IF A STEADY STATE IS REACHED : YES / default is NO
STOP CRITERIA : 1.E-3;1.E-3;1.E-3 / use list of three values - defaults are 1.E-4

Toutefois, les critères d’arrêt ne sont pas fonctionnels pour les débits non stationnaires (p. ex., rue Von Karmàn (1930) vortex en aval des jetées de pont). En savoir plus sur les critères d’arrêt de convergence dans le Manuel Telemac2d (section 5.1).

Stabilité et correction physique¶

Précision¶

Lorsque les mots clés de précision sont mal définis, TELEMAC peut ne pas être en mesure de terminer la simulation. Dans ce cas, assurez-vous de commenter les mots-clés de précision et laissez TELEMAC utiliser ses valeurs par défaut:

/ SOLVER ACCURACY : 1.E-4
/ ACCURACY FOR DIFFUSION OF TRACERS : 1.E-4
/ ACCURACY OF K : 1.E-6
/ ACCURACY OF EPSILON : 1.E-6
/ ACCURACY OF SPALART-ALLMARAS : 1.E-6

Étapes de temps variables et état de la LFC¶

Des simulations instables peuvent se produire lorsque la condition CFL est insuffisamment remplie. Pour s’assurer que la condition CFL est respectée, activez le calcul à temps variable et utilisez le mot-clé DESIRED COURANT (valeur par défaut 1), par exemple:

TIME STEP : 5
VARIABLE TIME-STEP : YES
DURATION : 5000
DESIRED COURANT NUMBER : 0.9

Notez que le TIME STEP est toujours nécessaire parce que le GRAPHIQUE PRINTOUT PERIOD est un multiple du TIME STEP défini.

Implicitation¶

Pour augmenter la stabilité du modèle, modifiez les variables suivantes ou assurez-vous que les variables se trouvent dans des intervalles raisonnables dans le fichier CAS :

• IMPLICITATION FOR DEPTH doit être entre 0.5 et 0.6.

• IMPLICITATION FOR VELOCITIES doit être entre 0.5 et 0.6.

• IMPLICITATION FOR DIFFUSION doit être 1. ou plus petit.

Oscillations de surface¶

Lorsque des gradients ou oscillations physiques non significatifs se produisent à la surface de l’eau ou que la bathymétrie a des pentes raides, les paramètres de mots clés suivants peuvent aider:

• FREE SURFACE GRADIENT - par défaut est 1.0, mais il peut être réduit à 0.1 pour atteindre la stabilité (jamais, commencer par descendre progressivement, comme une valeur de 0.9).

• DISCRETIZATIONS IN SPACE : 12;11 - utilise la discrétisation spatiale quasi-bulle avec des triangles 4 nœuds pour la vitesse.

Erreurs de masse résiduelles¶

Pour réduire les erreurs de masse résiduelles utilisées dans le fichier de direction:

CONTINUITY CORRECTION : YES

Divergence¶

Pour limiter les divergences, utilisez les mots-clés CONTROL OF LIMITS et LIMIT VALUES. Le mot-clé LIMIT VALUES est une liste de 8 entiers pour des valeurs minimales et maximales pour H, U, V et T (tracers). La mise en œuvre dans le dossier de pilotage ressemble à ceci:

CONTROL OF LIMITS : YES / default is NO
LIMIT VALUES : -1000;9000;-1000;1000;-1000;1000;-1000;1000 / default mins and max for H, U, V, tracer

Plats à marée¶

L’humidification et le séchage des cellules de la grille, par exemple, lors d’une simulation de ruptures de barrages ou d’hydrographies d’inondation, peuvent entraîner une instabilité du modèle. Alors que la section Plats à marée dans le tutoriel de modélisation stable de Telemac2d suggère des combinaisons d’options de mots clés significatives sur le plan physique et informatique, la section 16.5 du Manuel de Telemac2d recommande d’utiliser les paramètres suivants dans le fichier de pilotage comme choix prudent à partir de l’exemple Wesel de BAW.

VELOCITY PROFILES : 4;0
TURBULENCE MODEL : 1
VELOCITY DIFFUSIVITY : 2.
TIDAL FLATS : YES
OPTION FOR THE TREATMENT OF TIDAL FLATS : 1
TREATMENT OF NEGATIVE DEPTHS : 2
FREE SURFACE GRADIENT COMPATIBILITY : 0.9
H CLIPPING : NO
TYPE OF ADVECTION : 1;5
SUPG OPTION : 0;0
TREATMENT OF THE LINEAR SYSTEM : 2
SOLVER : 2
PRECONDITIONING : 2
SOLVER ACCURACY : 1.E-5
CONTINUITY CORRECTION : YES

Système de discrétion¶

Le réglage par défaut de DISCRETIZATIONS IN SPACE : 11;11 assigne une discrétisation linéaire pour la vitesse et la profondeur de l’eau, qui est calculablement rapide mais potentiellement instable (lire plus dans la section sur general Telemac2d parameters). Pour surmonter les problèmes de stabilité liés au schéma de discrétisation, envisager d’utiliser DISCRETIZATIONS IN SPACE : 12;11. En outre, le réglage FREE SURFACE GRADIENT COMPATIBILITY : 0.01 (i.e., près de zéro) peut aider à résoudre les problèmes de stabilité liés à la discrétisation de la vitesse et de la profondeur.

Dépassement des valeurs maximales¶

Cette section est co-écrite par Federica Scolari.

Une simulation peut imprimer EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS dans le Terminal :

GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  0.7234532E-01
GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  NaN
GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  NaN
GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  NaN
GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  NaN
GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  NaN
GRACJG (BIEF) : EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS:    50 RELATIVE PRECISION:  NaN

EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS les avertissements peuvent se produire lors de l’utilisation CHEME POUR L’ADOPTION de [...] mots clés avec les valeurs 3, 4, 5, 13, ou 14. La raison en est que ces schémas donnent CFL conditions de moins d’un en déclenchant itérative, adaptative timesteping. Pour dépanner les avertissements EXCEEDING MAXIMUM ITERATIONS, essayez les options suivantes :

• Diminuer progressivement le temps.

• Diminuer la précision du résolveur (par exemple de 1.E-8 à 1.E-6).

• Utilisez d’autres valeurs pour SCHEME FOR ADVECTION OF [...].

• Augmenter la valeur MAXIMUM NUMBER OF ITERATIONS FOR SOLVER, mais ne pas dépasser 200.

• Modifier le type VELOCITY PROFILE (lire les instructions de ce livre électronique pour 2d ou 3d).

• Les démarrages à froid (c.-à-d. defining initial conditions with the INITIAL CONDITIONS keyword in the steering file) peuvent ne pas converger. Par conséquent,

  • augmenter progressivement le PRESCRIBED FLOWRATES (ou dans un liquid boundary file), ou

  • create an initial conditions Selafin file, en attribuant une profondeur d’eau aux nœuds d’entrée.

Étalonnage bayésien¶