Paramètres du calcul Transitoire

Paramètres de discrétisation

Méthode de discrétisation :

  • La méthode dite "Classique" est celle décrite dans la documentation théorique.
  • La méthode homogène au permanent permet de limiter les "vagues" qui peuvent apparaître au démarrage d’un calcul en transitoire à partir d’une ligne d’eau calculée par le programme de calcul en régime permanent (Fluvia).

Méthode d’initialisation :

  • Variation nulle : pour un pas de temps donné, le calcul de la nouvelle ligne d’eau est initialisé à partir de la ligne d’eau calculée au pas de temps précédent.
  • Variation précédente : Le calcul de la nouvelle ligne d’eau est initialisé à partir de la ligne d’eau calculée au pas de temps précédent à laquelle on applique les variations de débits et de cotes observés au pas de temps précédent. Cette option peut accélérer la convergence si les évolutions des variables hydrauliques sont souvent progressives. Notre expérience indique cependant que la convergence est très rapide, et que cette option n’est donc pas essentielle.

Coefficient Théta du schéma de Preissmann :

Ce coefficient règle la part des éléments implicites du schéma numérique. Il doit être compris, a priori, entre 0.5 (limite de stabilité) et 1 (implicitation totale). Si cette condition est respectée, le schéma implicite de Preissmann est inconditionnellement stable. Il est réglé à 0.6 par défaut.

Torrentiel sommaire

Cette option permet, dans le cas de la discrétisation classique, de supprimer progressivement les termes d’inerties de l’équation dynamique de Saint-Venant lorsque le nombre de Froude devient proche de 1. On supprime ces termes de manière linéaire : 0% pour Fr = 0.6 et 100% pour Fr >= 0.9. Cette option est à utiliser avec modération car elle présente certains risques de stabilité numérique.

  • Non : L’option n’est pas appliquée et le calcul est stoppé dès que le Froude est supérieur ou égal à 1 sur une des sections du modèle.
  • Oui local : L’option est appliquée uniquement sur les sections à Froude élevé.
  • Oui global : L’option est appliquée sur l’ensemble des sections du modèle.

Dans le cas de la discrétisation homogène au permanent, cette option n’a pas d’effet sur la suppression des termes d’inertie mais le calcul n’est pas stoppé quand le Froude est supérieur ou égal à 1.

Méthode de résolution numérique

Le calcul peut être effectué en linéaire (sans itérations) ou en non linéaire avec la méthode de Newton ou quasi-Newton (la dérivée n’est pas calculée à chaque itération). Dans le cas du calcul non linéaire, il faut définir les critères de convergence des itérations :

Précision du système non linéaire

La convergence du système linéaire est testée sur les débits des ouvrages et des conditions aux limites. Les itérations sont faites également sur les équations de Saint-Venant.

Le calcul aboutit quand les écarts en cote et en débit sont inférieurs aux précisions demandées. Les précisions peuvent être définies en valeur absolue (en m3/s pour les débits et en m pour les cotes) ou en valeur relatives (en proportion par rapport au débit ou par rapport à la hauteur d’eau avec pour référence la cote la plus basse du système étudié).

Ce test peut devenir très exigeant si on conserve une valeur petite (ex. : 0.0001 m3/s). Sur des systèmes ayant des débits nominaux importants il est souhaitable, voire obligatoire, de l’augmenter. Par exemple, sur le Rhône, qui a des débits de l’ordre de 2000 m3/s le système n’arrivera pas à converger avec une précision de 0.0001 m3/s. Par contre avec une valeur de 0.01 m3/s cela se fait sans problème et est d’une précision largement suffisante. Si vous avez des messages indiquant que la convergence n’est pas possible, il faut diminuer ce coefficient dans des limites raisonnables (ex. : 0.1 % du débit nominal).

Itérations max. du système non linéaire

Nombre maximum d’itérations pour faire converger le système. Si une précision importante est demandée sur un système ayant des difficultés à converger, il peut être nécessaire de l’augmenter.

A noter que si le système n’arrive pas à converger, SIRENE recommence le calcul en divisant par deux le pas de temps de calcul. Cette opération et réitérée si nécessaire jusqu’à diviser par 8 le pas de temps de calcul choisi par l’utilisateur.

Fréquence de calcul de la dérivée (Quasi-Newton)

  • 0 : le calcul s’effectue en linéaire (sans itérations).
  • 1 : le calcul s’effectue en non-linéaire avec la méthode de Newton
  • >1 : le calcul s’effectue en quasi-Newton (le calcul de la dérivée n’est pas effectué à chaque itération)

Ne pas arrêter le calcul en cas de non convergence

Par défaut, si le calcul n’a pas atteint la précision demandée au bout du maximum d’itérations après les divisions du pas de temps de calcul, la simulation est stoppée. Activer cette option permet de n’afficher qu’un message d’avertissement et de passer au calcul du pas de temps suivant.

Écrire dans toutes les sections de calcul (démarrage à chaud)

En cochant cette option, on pourra utiliser les résultats de la simulation comme condition initiale d’une nouvelle simulation en transitoire. Pour les réseaux possédant de nombreuses sections de calcul, il peut être opportun d’augmenter la fréquence d’écriture des résultats pour ne pas trop alourdir le fichier XML et les traitements associés (Cf. Paramètres de Temps).