MITC3+ multicouche courbe : correlation Code_Aster

Cette etude ajoute la correlation externe qui manquait au cas VNV-MITC3-LAMINATE-CURVED-PROJECTED-CODEASTER-DST-025. Elle compare QF_solver MITC3+ et Code_Aster 18.1.0 DST/TRIA3/DEFI_COMPOSITE sur les memes facettes planes, les memes noeuds, les memes blocages et les memes resultantes. Le statut global reste experimental et aucune maturite n'est promue automatiquement.

Objet mecanique

Le modele est un panneau cylindrique facettise de longueur 1,0 m, de rayon 0,5 m et d'ouverture 60 deg. Chaque cellule est decoupee en deux triangles. Le bord gauche est encastre sur les six DDL. Le bord droit recoit +1000 N selon UX et -20 N selon UZ, distribues avec les memes poids d'arete dans les deux solveurs.

Le stratifié est [0/90/90/0], avec quatre plis de 2,0 mm :

Constante	Valeur
E1	135 GPa
E2 = E3	10 GPa
nu12 = nu13	0,30
nu23	0,40
G12	5 GPa
G13	4,5 GPa
G23	3,8 GPa
rho	1600 kg/m3

La direction globale (0,7 ; 1,0 ; 0,2) est donnee directement a chaque solveur. QF_solver la projette sur chaque facette avant de construire le repere materiau. Code_Aster applique la meme regle avec VECTEUR=(0.7, 1.0, 0.2) dans AFFE_CARA_ELEM. Les angles de plis sont ensuite appliques autour de la normale locale.

Raffinement et resultats

Maillage	Triangles	Ecart vectoriel UX/UZ	UZ QF_solver [m]	UZ Code_Aster [m]
8 x 4	64	0,106 %	-5,149510e-05	-5,154873e-05
16 x 8	256	0,282 %	-1,044626e-04	-1,047585e-04
24 x 12	576	0,145 %	-1,396900e-04	-1,398923e-04
32 x 16	1 024	0,128 %	-1,597376e-04	-1,599426e-04
48 x 24	2 304	0,315 %	-1,787278e-04	-1,792945e-04
64 x 32	4 096	0,578 %	-1,867267e-04	-1,878145e-04

Les checks automatiques sont :

Check	Valeur	Limite	Verdict
Ecart vectoriel fin	0,578 %	15 %	PASS
Ecart sur les deux niveaux fins	0,578 %	20 %	PASS
Increment final QF_solver	4,48 %	5 %	PASS
Increment final Code_Aster	4,75 %	5 %	PASS
Residu libre maximal QF_solver	5,22e-11	1e-8	PASS

Le verdict de calcul est donc PASS_EXTERNAL_CORRELATION. L'accord QF_solver/Code_Aster est bien meilleur que le seuil d'acceptation utilise ici. Le raffinement reste toutefois important : le cas grossier 32 x 16 ne permettait pas encore de conclure sur l'increment final, ce qui justifie les deux niveaux supplementaires.

Suivi 96 x 48

Une reprise distincte VNV-MITC3-LAMINATE-CURVED-PROJECTED-CODEASTER-DST-025-R1-96 ajoute le niveau 96 x 48 apres le niveau 64 x 32 :

Maillage	Triangles	Ecart vectoriel UX/UZ	Increment QF_solver	Increment Code_Aster	Residu libre QF_solver
64 x 32	4 096	0,578 %	-	-	5,22e-11
96 x 48	9 216	0,996 %	3,381 %	3,818 %	1,07e-10

Les increments de maillage diminuent sous 4 %, ce qui renforce la lecture de convergence spatiale. L'ecart inter-solveurs reste inferieur a 1 %, mais il augmente legerement entre les deux derniers niveaux. Cette reprise soutient une acceptation avec recommandation et non une fermeture sans reserve : un niveau supplementaire ou une extrapolation de Richardson serait necessaire pour documenter une asymptote.

Audit axial indépendant Code_Aster / CalculiX

Le cas axial a ensuite été exécuté sur le niveau commun 64 x 32 avec une seconde référence externe, CalculiX S6 COMPOSITE, sur les mêmes facettes et les mêmes résultantes. Le modèle QF_solver est reproduit dans les deux chemins d'entrée avec une différence relative de 1,37e-16. Cette vérification exclut un problème de génération du modèle QF ou de transfert du chargement.

Observable au niveau 64 x 32	QF_solver / Code_Aster DST	QF_solver / CalculiX S6	Code_Aster / CalculiX
Vecteur UX/UZ	0,9066 %	6,4197 %	7,5910 %

La référence CalculiX S6 n'est pas identique à MITC3+ et ne remplace donc pas Code_Aster comme oracle principal. En revanche, le désaccord de 7,5910 % entre les deux formulations externes montre que le cas axial courbe est sensible à la formulation de coque et à la définition de l'observable transverse. Le pas de temps ne peut pas être la cause : il s'agit d'un calcul statique. Le seul raffinement de maillage ne suffit pas non plus à justifier une promotion stable générale.

Le diagnostic est archivé dans qualification/vnv/external/mitc3_curved_axial_reference_audit_2026-08-21/. Il confirme une corrélation QF_solver/Code_Aster sous 1 % au niveau commun, mais conserve le gate général bloqué tant que l'asymptote axiale et la comparabilité des formulations ne sont pas établies sur une seconde géométrie ou par une référence de même ordre.

Lecture des figures

La figure de convergence affiche separement les amplitudes de UZ et l'ecart vectoriel. La figure de deformee montre les faces triangulaires, le maillage initial implicitement par la geometrie facettisee, la deformee amplifiee et la norme |U| en couleur. Les deux solveurs utilisent la meme echelle d'amplification.

Limites

Cette etude ne valide pas les contraintes ponctuelles aux singularites, les contraintes interlaminaires S13, le delaminage, la rupture, le dommage, les grandes deformations ou la dynamique courbe. Elle ne demontre pas l'identite des matrices MITC3+ et DST : il s'agit d'une correlation d'observables globaux sur un cas borne.

La decision Owner doit encore confirmer que le protocole, les images, le maillage et les ecarts sont acceptables. La preuve peut soutenir un usage engineering interne experimental, mais elle ne constitue pas une certification externe.

Reproduction

Depuis la racine du depot :

python .\scripts\run_code_aster_mitc3_curved_laminate_vnv.py `
  --output .\results\VNV-MITC3-LAMINATE-CURVED-PROJECTED-CODEASTER-DST-025 `
  --levels 8 16 24 32 48 64

Le resultat machine-readable est dans qualification/vnv/external/code_aster_mitc3_curved_laminate/reference/summary.json. Le rapport complet et les journaux par niveau restent dans le dossier results/ local.

References

La definition du repere de coque Code_Aster suit AFFE_CARA_ELEM, document U4.42.01, mot-cle COQUE/VECTEUR. La formulation externe est DST sur TRIA3 avec DEFI_COMPOSITE; QF_solver utilise MITC3+ Reissner-Mindlin.