Revue mecanique MITC4 harmonique

Decision courante

Le scope mitc4-harmonic-response est accepte avec recommandations pour un usage engineering interne. Cette auto-revue ne revendique aucune certification et n'est pas independante.

Champ	Valeur
Validateur	Quentin Farinazzo
Mode	self_review
Independence	not_independent
Statut technique	validated_with_recommendations
Decision	accepted_with_recommendations
Date	2026-07-15

Le registre faisant foi est qualification/reviews/mitc4_harmonic_response_2026-07-15.json.

Preuves a examiner

Reponse monomodale

VNV-MITC4-HARMONIC-MODAL-001 verifie la limite statique, la reponse complexe fermee, la resonance, la phase et la sensibilite a l'amortissement.

Condensation du drilling

VNV-MITC4-HARMONIC-CONDENSATION-002 compare le complement de Schur au systeme complexe complet avec amortissement de Rayleigh et chargement direct de la rotation de drilling.

Excitation large bande

VNV-MITC4-HARMONIC-BROADBAND-003 balaie 0,1-16 Hz sous une force decentree. Les 175 modes massiquement orthonormes constituent une base complete du systeme reduit. Quatre familles de resonance sont identifiees.

Indicateur	Valeur	Limite	Verdict technique
erreur complexe plein champ	2,411e-7	1e-6	PASS
erreur de frequence maximale	0,729 %	1 %	PASS
residu relatif maximal	8,251e-11	1e-8	PASS
familles de resonance	4	>= 4	PASS

Correlation externe NAFEMS 13H

VNV-MITC4-HARMONIC-NAFEMS13H-004 reproduit le maillage 8x8, les conditions aux limites, la pression, l'amortissement et le balayage publies par Abaqus/Standard pour le Test 13H NAFEMS.

Indicateur	QF_solver	Abaqus S4R	Ecart	Limite
pic de deplacement	44,2719 mm	45,38 mm	2,442 %	5 %
pic S11 face	30,8186 MPa	30,37 MPa	1,477 %	5 %
frequence du pic	2,42583 Hz	2,405 Hz	0,866 %	3 %
residu relatif maximal	3,881e-10	-	-	1e-8

Source primaire: Abaqus/Standard, NAFEMS Test 13H.

Processus de correlation externe retenu

L'absence d'une licence Abaqus locale n'est pas bloquante. La validation harmonique applique desormais la triangulation suivante :

QF_solver <-> theorie analytique <-> NAFEMS publie <-> CalculiX/Code_Aster

Les quatre niveaux n'ont pas le meme role :

Niveau	Role dans la preuve	Etat actuel
QF_solver	resultat a verifier, residus, amplitude, phase et contraintes complexes	disponible
theorie de Navier	oracle analytique independant pour la plaque mince	disponible
NAFEMS 13H et tables Abaqus publiees	benchmark industriel publie et valeurs scalaires de reference	disponible
CalculiX	calcul externe reproductible avec logiciel libre	execute, WARNING documente
Code_Aster	seconde implementation externe, DKQ Kirchhoff sur QUAD4	execute, PASS

La correlation libre devra reprendre la geometrie, les proprietes, le maillage 8x8, la pression, les appuis, la loi d'amortissement et les 200 frequences du cas 13H. Si une famille d'element strictement equivalente n'existe pas, la formulation retenue et ses differences avec MITC4, S4 et S4R seront declarees.

Pour chaque solveur externe, le dossier de preuve contiendra au minimum :

• le fichier d'entree natif et sa somme SHA-256 ;
• le nom et la version exacte du solveur ;
• le journal de calcul et son statut de convergence ;
• les conventions de repere, de face, de signe et de contrainte ;
• les courbes complexes UZ et S11 par frequence ;
• amplitude et phase au centre, frequence de pic et residu disponible ;
• une deformee PNG au pic et un resultat de champ exploitable ;
• un tableau d'ecarts avec QF_solver, Navier et NAFEMS.

Les criteres provisoires sont 5 % sur les pics de deplacement et de contrainte, 3 % sur la frequence du pic, et une verification qualitative de la phase avant, au voisinage et apres resonance. Un ecart superieur ne sera pas masque : il declenchera une analyse des formulations, de l'integration, de l'amortissement et de la recuperation des contraintes.

Premiere correlation CalculiX

CalculiX 2.20-1 a ete execute dans une image Debian 12 verrouillee. Le S4 lineaire est ecarte comme comparateur principal: sa frequence de 3,675 Hz et sa fleche de 16,890 mm revelent une raideur excessive pour cette plaque mince. CalculiX expanse en effet ses coques en elements tridimensionnels.

La sensibilite S8R sur les memes 8x8 cellules fournit :

Grandeur	CalculiX S8R	QF_solver	Navier	NAFEMS
frequence du pic	2,376974 Hz	2,425829 Hz	2,376723 Hz	2,377 Hz
deplacement central	45,4050 mm	44,2719 mm	45,4128 mm	45,42 mm
S11 face superieure	31,5820 MPa	30,8186 MPa	32,0127 MPa	30,03 MPa

Les ecarts S8R/QF_solver sont respectivement 2,014 %, 2,559 % et 2,477 %. L'ecart de contrainte S8R/NAFEMS vaut 5,168 %, legerement au-dessus du seuil de 5 %; le verdict CalculiX reste donc WARNING. La contrainte est extrapolee de facon trilineaire des huit points de Gauss de la coque expansee vers z=+1, puis moyennee en complexe sur les quatre elements centraux.

La comparaison scalaire CalculiX S8R reste tracee dans le tableau ci-dessus et dans la baseline harmonique. La figure publiee ici est la courbe QF_solver et ses references, car le fichier brut CalculiX n'est pas une entree de la construction documentaire courante.

Correlation Code_Aster

Code_Aster 18.1.0 a ete execute localement dans une image Docker epinglee. La modelisation DKT appliquee aux 64 QUAD4 produit l'element quadrilateral DKQ. Ce choix Kirchhoff n'est pas identique au MITC4 Reissner-Mindlin, mais il constitue une comparaison independante pertinente pour cette plaque mince.

Grandeur	Code_Aster DKQ	QF_solver	Ecart DKQ/QF	NAFEMS	Ecart DKQ/NAFEMS
frequence du pic	2,344221 Hz	2,425829 Hz	3,364 %	2,377 Hz	1,379 %
deplacement central	45,1132 mm	44,2719 mm	1,900 %	45,39 mm	0,610 %
S11 face superieure	29,8103 MPa	30,8186 MPa	3,272 %	30,03 MPa	0,732 %

Les trois ecarts Code_Aster/QF_solver sont inferieurs au seuil de 5 %. S11 est reconstruit de facon independante a partir des rotations nodales complexes Code_Aster, avec courbure bilineaire au centre des quatre elements centraux. Cette reconstruction est testee et auditable, mais une extraction native des contraintes Code_Aster reste une recommandation de consolidation.

La figure comparative Code_Aster de cette revue historique n'est pas reproductible dans le profil documentaire engineering courant ; les valeurs et la methode de reconstruction restent decrites et auditees dans l'archive de preuve correspondante.

Figures de revue

Checklist du validateur

• [x] Examiner la geometrie, le maillage, les blocages et le chargement.
• [x] Examiner les amplitudes et les changements de phase aux resonances.
• [x] Verifier l'accord direct/superposition modale sur toute la bande.
• [x] Examiner la provenance et les ecarts NAFEMS/Abaqus.
• [x] Enregistrer la decision, la date et les recommandations.
• [ ] Revoir mecaniquement la nouvelle courbe S11 par frequence.
• [x] Executer CalculiX S4/S8R sur le cas 13H et comparer les courbes complexes completes.
• [x] Executer Code_Aster DKQ sur le cas 13H et comparer les courbes complexes completes.
• [x] Conserver Abaqus S4/S4R comme reference publiee sans exiger une licence locale.
• [ ] Obtenir une revue independante avant toute revendication de qualification.

Commandes reproductibles

python .\scripts\run_mitc4_harmonic_broadband_vnv.py --output .\results\VNV-MITC4-HARMONIC-BROADBAND-003
python .\scripts\run_mitc4_nafems13h_vnv.py --output .\results\VNV-MITC4-HARMONIC-NAFEMS13H-004
python .\scripts\run_calculix_nafems13h_vnv.py --dat .\results\VNV-MITC4-HARMONIC-CALCULIX13H-S8R-006\nafems13h_calculix_s8r.dat --formulation S8R --output .\results\VNV-MITC4-HARMONIC-CALCULIX13H-S8R-006
python .\scripts\run_code_aster_nafems13h_vnv.py --output .\results\VNV-MITC4-HARMONIC-CODEASTER13H-DKQ-007
python .\qf_solver.py qualification-readiness --scope mitc4-harmonic-response

La derniere commande doit retourner le code 0 pour le scope candidate.