| chimie et informatique [24038] |
|
| Posté le : 03/10/2006, 16:17 (Lu 27008 fois) |
Commentaire : simulation d'explosions par informatique
bonjour à tous.
dans le cadre de l'enseignement d'informatique de notre IUP, nous devons réaliser un dossier/exposé sur un sujet alliant chimie et informatique. nous avons choisi un sujet interressant mais délicat à traiter... la simulation d'explosions.
nous souhaiterions savoir si certains d'entre vous connaissent des logiciels ou tout au moins des méthodes utilisées pour la simulation d'explosions.
merci par avance de vos réponses.
chemist38 et ses accollites.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [24062] |
|
| Posté le : 03/10/2006, 19:41 (Lu 26992 fois) |
La cadre théorique qui me semble être le plus adapté pour cela est un modèle de dynamique moléculaire classique. (et non un modèle de mécanique quantique)
En dynamique moléculaire, on défini une boite de dimensions données, dans laquelle on place des atomes ou molécules, décrits par des boules et des ressorts. En fait de ressorts entre les boules, il s'agit d'un potentiel ayant une forme bien particulière, qui s'applique pas seulement entre deux boules, mais aussi entre trois boules pour modéliser les contraintes angulaires, et entre 4 boules pour modéliser les torsions des dièdres. Ceci dit, c'est peut-être un peu compliqué pour un sujet d'IUT. Et c'est pour modéliser des atomes et des molécules.
Si tu veux modéliser plutôt des déplacements de particules hypothétiques (par exemple en modélisants les molécules entières comme des boules rigides), tu peux appliquer ce modèle classique plus simplement.
Chaque particule possède 3 coordonnées de position et de vitesse. Les particules sont réparties au hasard dans une boîte, ou bien sur un maillage précis (au choix). Pour simuler une explosion, c'est à dire la propagation d'une onde de compression partant d'un centre, il faut initialiser les vitesses des particules à des valeurs faibles, sauf pour une dizaine de particules placées au centre de la boite pour lesquelles on choisira des vitesses élevées. On suppose que toutes les particules ont la même masse. A l'instant t+dt suivant, il faut évaluer la force appliqué sur chacune des particules, compte-tenu de l'interaction de chacun des autres. Une fois que c'est fait on déplace chaque particule selon la force qu'elle subit. Cela donne une nouvelle configuration, pour laquelle il faut ré-évaluer toutes les forces, etc. Après plusieurs cycles, et en affichant à l'écran la position des particules, on peut voir l'effet d'un pression initiale se propager dans la population des particules.
Bien sûr tout cela est bien plus complexe que ça n'en a l'air... Mais au moins tu as un début d'idée... Bonne chance !!
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [24686] |
|
| Posté le : 10/10/2006, 15:53 (Lu 26928 fois) |
merci de cette réponse explicative M. Darrigan mais on cherche un autre type d'informations :
on cherche plutôt à savoir comment un logiciel de simulation d'explosions est conçu. quels sont les paramètres à rentrer dans la "bécane", sur quel algorithme la programation repose etc...
chemist38 et ses collègues.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique |
|
| Posté le : 10/10/2006, 18:11 (Lu 26918 fois) |
Hum déjà ça dépend de quelles explosions tu parles. On ne traite pas de la même manière la dégradation d'un molécule isolé, d'un ensemble de molécules (inférieur à 500 ou 1000), d'un bloc de dynamite, ou d'une explosion nucléaire.
Pour la molécule isolée, on utilise des codes de calcul quantiques. Les électrons et mouvements de la molécules sont calculés dans le cadre de la mécanique quantique, la résolution itérative de l'équation de Schrödinger, par des équation de Hartree-Fock, ou bien de Kohn-Sham (pour la DFT, Density Functional Theory)
Pour un ensemble de molécules, d'une quantité de l'ordre de la centaine ou millier, il n'est plus possible d'utiliser les calculs quantiques de grande précision. On utilise la mécanique moléculaire (ou dynamique moléculaire), donc des équations de mécanique classique de type boule-ressorts avec des forces entre les objets qui sont décrits sur la base de potentiels d'interaction : électrostatique, angulaire, etc. Ça marche très bien dans la majorité des cas, on peut jouer sur des paramètres comme la température, la pression. L'un des modèles possible s'appelle Monte-Carlo.
Pour décrire la propagation de contraintes dans le cas d'un solide macroscopique (donc sensé contenir de l'ordre de 1023 atomes ou molécules) on préfère utiliser des codes de calculs qui décrivent les propriétés mécaniques de la matière, sur la base de maillages, réguliers ou non, dans lequel chaque maille est soumise aux contraintes des mailles voisines. On utilise ces modèles en hydraulique, en mécanique, en résistance de matériaux, en génie civil, en simulation d'explosions, y compris nucléaires, et même pour le calcul du temps qu'il va faire demain. C'est un calcul "en éléments finis".
Voilà je pense que tu as assez de mot-clefs et pistes pour creuser de ton côté !!
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [24713] |
|
| Posté le : 10/10/2006, 20:13 (Lu 26913 fois) |
Bonjour à tous
comme le veux l'éthique du site que j'approuve et respecte absolument je ne parlerai pas d'explosif mais apporterais sans recette ce que je sais sur les explosions.
Il faut d'abord distingué plusieurs régime de décomposition des explosifs.
Il y a les déflagrants, les détonnants, les brisant, les primaires , les secondaires etc... La poudre noir est une combustion plus ou moins rapide suivant la composition la mise en oeuvre des ingrédiants l'usinage car tout cela influe sur les résultats c'est un explosif déflagrant. C'est donc une combustion vive. Par contre des explosif très sensible sans les nommer qui servent au amorces et détonateurs sont à décomposition extrêment rapide et violente il sont très sensible au choc et a la chaleur il possède souvent 1% d'eau pour les stabiliser un peu leur but est de créer une ondes de choc car un explosif secondaire comme la tolite, la mélinite et autre ont besoin une onde de choc traversant la masse avec une vitesse qui est spécifique pour chaque explosif si l'amorçage est insuffisant il y aura un allumage raté. Pour compliquer les choses certain explosifs peuvent passer d'un régime déflagrant à un régime détonant. La forme de l'explosif influence aussi c'est le cas des charges creuses mais aussi des boosters à poudre des fusées qui doivent avoir des dimensions précisse surtout pour le diamètre sinon il y a formation d'onde interne qui conduisent la masse à exploser plutôt que de brûler vivement. Bon je m'arrête là car je ne veux rien dévoilé de plus mais cela simplement pour vous montrer combien il me semble qu'un programme information capable de représenté réellement des explosions est une chose très complexe à mettre en oeuvre car je n'ai pas encore parlé du mouvement des gaz des ondes due à l'explosion même du contexte de la mise en place ect...C'est une des chimies les plus dangeureuses qui soit et qui demande le plus de rigueur.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [24880] |
|
| Posté le : 12/10/2006, 13:56 (Lu 26885 fois) |
nous sommes tout à fait d'accord avec toi Guy. la chimie des explosifs est explosive !!!
on a remarqué que la conception d'un logiciel de simulation était complexe car nous n'avons même pas réusi à trouver le modèle "papier" utilisé pour la simulation...
je vous rappelle que notre but n'est pas de concevoir une tel logiciel mais simplement de le présenter et d'expliquer de manière simple et rapide son fonctionnement.
chemist38 et ses collègues.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [24992] |
|
| Posté le : 13/10/2006, 01:39 (Lu 26870 fois) |
Hé bien je crois que je t'ai donné assez d'explications pour que tu puisses continuer un peu par toi même, non ?? Tu veux qu'on le rédige pour toi le dossier ?
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [25052] |
|
| Posté le : 13/10/2006, 20:42 (Lu 26843 fois) |
de tel programme doivent bien exister!!
car je pense a la defense national qui fait des essais nucleaire simuler sur ordinateur donc ....................
 
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [25082] |
|
| Posté le : 14/10/2006, 01:40 (Lu 26832 fois) |
Bien sûr, mais autant te dire que ces programmes-là sont classés secret défense ! et que seules les personnes habilitées y ont accès.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28911] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 15:13 (Lu 26570 fois) |
bonjour à tous,
désolé d'être un peu insistant mais on ne trouve pas de sujet pour notre projet. auriez-vous des idées d'application de l'informatique dans la chimie? ou des liens pour avoir des explications sur un logiciel de chimie, de calculs liés à la chimie...
merci d'avance.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28916] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 16:50 (Lu 26562 fois) |
L'informatique a beaucoup d'applications en chimie ! C'est très vaste comme domaine, tout ce qu'on appelle : modélisation, simulation, calculs quantiques, chimie quantique, chimie théorique, chimie computationnelle, infochimie (parfois).
Des logiciels très connu dans la communauté des chimistes théoriciens : Gaussian, MOLCAS, HyperChem
Il y en a d'autres, plus orientés pour l'étude de l'état solide, les cristaux : Crystal, ABINIT, Wien.
Ce sont des logiciels utilisés pour la recherche. Pour l'enseignement de la chimie théorique, il n'y a guerre que HyperChem qui soit pédagogique et facile à utiliser (mais payant..).
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28913] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 16:14 (Lu 26567 fois) |
j'ai l'impression qu'il existe des logiciels de simulation d'experience de chimie
dans le genre : entre les produit et les quantité que tu veux melanger et il calcule les produits obtenus , et peut etre aussi l'energie degagée
je n'ai pas cherché a telechargé ce genre de programe de peur de perdre mon temps avec des programes plus gadget que scientifique
faire le point sur les simulateur diponible serais un bon sujet pour informaticien chimiste ! et les resultats m'interresse !
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28914] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 16:20 (Lu 26566 fois) |
Si cela t'intéresse, moi je viens d'achever un DVD comprenant 2 heures 27 minutes de mes expériences en classe. Ce n'est pas de la simulation, mais des expériences vraies. Parmi ces 20 expériences, il y a l'explosion de l'octane, comme dans un moteur à explosion, et celle de la nitroglycérine. Les explosions sont filmées d'abord à vitesse ordinaire, puis au ralenti. C'est intéressant de voir la propagation de la flamme de l'explosion au ralenti. Je vends ce DVD au prix de revient (15 ¤). Mais comme c'est tout neuf, je n'ai pas encore eu le temps d'en fabriquer plus de deux ou trois. Je n'ai pas que cela à faire. Et comme j'ai beaucoup de collègues qui en veulent un exemplaire, je vais d'abord satisfaire la demande. Mais je veux bien t'en livrer ultérieurement, c'est-à-dire après Noël.
|
Professeur de chimie de niveau préuniversitaire
|
|
|
| Re: chimie et informatique [28917] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 16:59 (Lu 26562 fois) |
si je suis interressé par un logicel de simulation c'est pour degrossir les problemes sans risque :
par exemple pour mes histoires de recuperation de plomb avec de l'acide fluosilicique il y a tant de precaution a prendre qu'il serait interressant de pouvoir simuler des reactions
de meme pour les materiaux precieux cela eviterais de les gaspiller dans des reaction qui ne marchent pas
est ce que ca existe ou est ce pour le futur ?
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28937] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 19:20 (Lu 26554 fois) |
Lors de mon DUT, une personne était venu nous axpliquer qu'elle faisait de la modelisation sur ordinateur.
Il me semble me rappeler que cette personne crée une molécule selon un cahier des charges ( site actif, propriété spécifique (c' est loin je me souviens pas trop) ) et que lui dessinait cela.
Bien sur derrière il essayé de voir si la molécule crée était faisable ou non.
Voilà je te donne une petite idée de sujet chemist 38 même si tu y as peut-être penser étant donné que l'on était ensemble.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28941] |
|
| Posté le : 09/11/2006, 19:42 (Lu 26546 fois) |
Il existe des logiciels ou plutot un logiciel pour la simulation de fusées en vol ,pour un logiciel de simulation d'explosions je ne vois pas trop d'intéré a sa ,a par pour voir l'onde de choc ou la productions des gaz mais sela ne se simule pas ,sa se calcule.
Maintenent si se logiciel existe vraiment ,il y aurait de forte chance pour qu'il soit secret défence.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [28992] |
|
| Posté le : 10/11/2006, 08:49 (Lu 26518 fois) |
Bonjour à tous
J'ai déjà fait un texte si plus haut que je ne reprend pas mais je rappel qu'il me semble peut probable d'obtenir une représentation correcte informatique d'une explosion pour toutes les raison que je vous énumère plus haut. Une explosion ce n'est pas qu'une dilation de gaz c'est aussi une onde de choc ayant une frequence définie ainsi par exemple la nitroglycérine à par exemple une onde se déplaçant à plus de 8 km seconde et chaque explosif à ses ondes et frequence propre qu'il faut d'ailleur atteindre pour certain d'entre eux pour les amorcer (c'est le but des détonateurs) de plus la mise en oeuvre de l'explosif est très importante degré de tassement ( voir fondu ou pulverulant Ex: acide picrique, tolite etc...Car l'on fond certain explosif) La forme donnée à l'explosif ( charge creuse etc...) Confinement ou non etc... l'on peut continué longtemps. Donc je ne crois pas que quelques images obtenue informatiquement sans l' introduction d'un grand nombre de paramètre n'aye une grande valeur sauf que d'être un image. La physique et la chimies des explosifs est un domaine très complexe accessible à tous mais il faut savoir où les trouver. il existe de la littérature très spécialisé mais hors prix et peu connues sur tous ces domaines. Bonne chance pour votre projet mais il n'est pas simple.
| |
|
|
| Re: chimie et informatique [29020] |
|
| Posté le : 10/11/2006, 21:17 (Lu 26496 fois) |
Tu peux contacter le département de chimie de la combustion et des explosions de mon unif.
Le professeur Vandooren sera surement très heureux de t'aider.
(Cherche son adress email sur google avec comme mots cléfs : combustion - UCL - vandooren)
| |
|
|
Aztek Forum V4.00 Copyright (C) 2003 |
