Modélisation, analyse mathématique et applications numériques de problèmes d'interaction fluide-structure instationnaires
Author: Paul Métier
Publisher:
Published: 2003
Total Pages: 226
ISBN-13:
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Numerical Methods for Hyperbolic and Kinetic Problems
Author: Stéphane Cordier
Publisher: European Mathematical Society
Published: 2005
Total Pages: 372
ISBN-13: 9783037190128
DOWNLOAD EBOOKHyperbolic and kinetic equations arise in a large variety of industrial problems. For this reason, the Summer Mathematical Research Center on Scientific Computing and its Applications (CEMRACS), held at the Center of International Research in Mathematics (CIRM) in Luminy, was devoted to this topic. During a six-week period, junior and senior researchers worked full time on several projects proposed by industry and academia. Most of this work was completed later on, and the present book reflects these results. The articles address modelling issues as well as the development and comparisons of numerical methods in different situations. The applications include multi-phase flows, plasma physics, quantum particle dynamics, radiative transfer, sprays, and aeroacoustics. The text is aimed at researchers and engineers interested in applications arising from modelling and numerical simulation of hyperbolic and kinetic problems.
Méthodes Level Set pour l'interaction fluide-structure
Author: Georges-Henri Cottet
Publisher: Springer Nature
Published: 2021-04-27
Total Pages: 198
ISBN-13: 3030700755
DOWNLOAD EBOOKLes modèles eulériens sont devenus dans les quinze dernières années des outils populaires pour étudier les interactions fluide-structure, car, au contraire des méthodes plus classiques de type ALE, ils permettent de résoudre numériquement ces problèmes en se ramenant à une grille et une méthode de résolution unique pour les différents milieux. Ce livre s’intéresse à cette classe de modèles en adoptant le point de vue original des méthodes level-set, utilisées à la fois pour suivre les interfaces fluide-solide, représenter les contraintes élastiques des solides et modéliser les forces de contact entre solides. Il combine un éclairage mathématique des modèles, des aspects d’analyse numérique, des codes élémentaires et des illustrations numériques permettant au lecteur de se faire une idée des domaines d’application et des performances de ces modèles. Les pré-requis nécessaires pour profiter pleinement de son contenu font partie du bagage scientifique d’élèves de niveau master en mathématiques appliquées ou mécanique théorique. Il sera un outil pédagogique fructueux pour des cours de deuxième année de master ou de début de thèse, ainsi que pour des chercheurs voulant aborder ou approfondir ce domaine.
Diseases of the Cardiac Pump
Author: Marc Thiriet
Publisher: Springer
Published: 2015-02-19
Total Pages: 635
ISBN-13: 3319126644
DOWNLOAD EBOOKTogether, the volumes in this series present all of the data needed at various length scales for a multidisciplinary approach to modeling and simulation of flows in the cardiovascular and ventilatory systems, especially multiscale modeling and coupled simulations. The cardiovascular and respiratory systems are tightly coupled, as their primary function is to supply oxygen to and remove carbon dioxide from the body's cells. Because physiological conduits have deformable and reactive walls, macroscopic flow behavior and prediction must be coupled to nano- and microscopic events in a corrector scheme of regulated mechanism. Therefore, investigation of flows of blood and air in anatomical conduits requires an understanding of the biology, chemistry, and physics of these systems together with the mathematical tools to describe their functioning in quantitative terms. The present volume focuses on macroscopic aspects of the cardiovascular and respiratory systems in pathological conditions, i.e., diseases of the cardiac pump, blood vessels, and airways, as well as their treatments. Only diseases that have a mechanical origin or are associated with mechanical disorders are covered. Local flow disturbances can trigger pathophysiological processes or, conversely, result from diseases of conduit walls or their environment. The ability to model these phenomena is essential to the development and manufacturing of medical devices, which incorporate a stage of numerical tests in addition to experimental procedures.
Publications du Laboratoire Jacques-Louis Lions
Author:
Publisher:
Published: 2004
Total Pages: 602
ISBN-13:
DOWNLOAD EBOOKAnalyse mathematique et numerique de quelques problemes d'interaction fluide-structure
Author: Céline Grandmont
Publisher:
Published: 1998
Total Pages: 0
ISBN-13:
DOWNLOAD EBOOKAnalyse d'un problème d'interaction fluide-structure avec des conditions aux limites de type frottement à l'interface
Author: Hela Ayed
Publisher:
Published: 2017
Total Pages: 127
ISBN-13:
DOWNLOAD EBOOKCette thèse est consacrée à l'analyse mathématique et numérique d'un problème d'interaction fluide-structure stationnaire, couplant un fluide newtonien, visqueux et incompressible, modélisé par les équations de Stokes 2D et une structure déformable, décrite par les équations d'une poutre 1D. Le fluide et la structure sont couplés via une condition aux limites de type frottement à l'interface.Dans l'étude théorique, nous montrons un résultat d'existence et unicité de solutions faibles, dans le cadre de petits déplacements, du problème de couplage fluide structure avec une condition de glissement de type Tresca en utilisant le théorème de point fixe de Schauder.Dans l'analyse numérique, nous étudions d'abord, l'approximation du problème de Stokes avec la condition de Tresca par une méthode d'éléments finis mixtes à quatre champs. Nous montrons ensuite une estimation d'erreur a priori optimale pour des données régulières et nous réalisons des tests numériques. Enfin, nous présentons un algorithme de point fixe pour la simulation numérique du problème couplé avec des conditions aux limites non linéaires.
Modélisation et analyse mathématique de problèmes d'interaction fluide-structure
Author: Muriel Boulakia
Publisher:
Published: 2004
Total Pages: 184
ISBN-13:
DOWNLOAD EBOOKCette thèse traite des problèmes d'interaction fluide-structure. Deux familles de problèmes sont présentées : l'interaction entre une structure élastique et un fluide incompressible etl'interaction entre une structure élastique et un fluide compressible. La structure est immergée dans le fluide et l'ensemble évolue dans une cavité fixe bornée. Le mouvement du solide se compose d'un mouvement rigide (translation et rotation) et d'un mouvement élastique. Dans l'équation du mouvement solide, on ajoute un terme qui régularise la déformation élastique. Après avoir justifié le modèle étudié, on montre des résultats d'existence de solutions faibles définies tant qu'il n'y a pas de chocs entre la structure et la paroi de la cavité et tant que des conditions de non-interpénétration et de préservation de l'orientation du solide sont satisfaites.
Analyse numérique et optimisation
Author: Grégoire Allaire
Publisher: Editions Ecole Polytechnique
Published: 2005
Total Pages: 482
ISBN-13: 9782730212557
DOWNLOAD EBOOKCe livre est issu d'un cours enseigné à l'École Polytechnique dont l'objectif, au delà de la présentation de l'analyse numérique et de l'optimisation, est d'introduire les étudiants au monde de la modélisation mathématique et de la simulation numérique. La modélisation et la simulation ont pris une importance considérable ces dernières décennies dans tous les domaines de la science et des applications industrielles (ou sciences de l'ingénieur). En effet, depuis leur apparition au lendemain de la seconde guerre mondiale les ordinateurs ont profondément transformé les mathématiques en en faisant une science expérimentale : on fait des ± expériences numériques » (des calculs sur ordinateurs) comme d'autres font des expériences physiques. L'analyse numérique est justement la discipline qui conçoit et analyse les méthodes ou algorithmes de calcul. La simulation numérique permet aux mathématiciens de s'attaquer à des problèmes beaucoup plus complexes et concrets qu'auparavant, issus de motivations immédiates industrielles ou scientifiques, auxquels on peut apporter des réponses à la fois qualitatives mais aussi quantitatives : c'est la modélisation mathématique. Remarquons qu'à coté des champs d'applications traditionnels que sont la chimie, le mécanique et la physique se sont ouverts de nouvelles perspectives en biologie, environnement, finance, médecine et sciences sociales. Par ailleurs, l'ingénieur ou le scientifique qui a réussi à simuler numériquement son problème ne s'arrête pas en si bon chemin: il veut ensuite pouvoir intervenir sur certains paramètres pour améliorer ou optimiser le fonctionnement, le rendement, ou la réponse d'un système en maximisant (ou minimisant) des fonctions associées. C'est précisément le but de l'optimisation qui fournit des outils théoriques ou numériques pour ce faire. L'analyse numérique et l'optimisation sont donc deux outils essentiels et complémentaires de la modélisation mathématique. Des travaux pratiques de simulation numérique à l'aide des logiciels Scilab et FreeFem++ accompagnent cet ouvrage et sont disponibles sur le site web http://www.cmap.polytechnique.fr/~allaire/
ANALYSE NUMERIQUE ET SIMULATION DE PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE EN REGIME INCOMPRESSIBLE
Author: VALERIE.. GUIMET
Publisher:
Published: 1998
Total Pages: 163
ISBN-13:
DOWNLOAD EBOOKCETTE ETUDE A POUR OBJET D'ANALYSER, DE MODELISER ET DE SIMULER DIFFERENTS PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE. LES DEPLACEMENTS DE LA STRUCTURE NE SONT PAS NEGLIGEABLES ET INDUISENT UNE REELLE DEFORMATION DU DOMAINE FLUIDE. LE FLUIDE EST SUPPOSE INCOMPRESSIBLE ET NEWTONIEN ; IL EST REPRESENTE DANS UNE CONFIGURATION D'EULER PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. LA STRUCTURE EST SUPPOSEE ELASTIQUE, HOMOGENE ET ISOTROPE ; ELLE EST DECRITE DANS UNE CONFIGURATION DE LAGRANGE, PAR LES EQUATIONS DE L'ELASTICITE LINEARISEE. UNE METHODE ALE (ARBITRARY LAGRANGIAN EULERIAN METHOD) PERMET DE RESOUDRE LES EQUATIONS DU PROBLEME FLUIDE DANS UN DOMAINE MOBILE S'ADAPTANT AUX DEFORMATIONS DE LA STRUCTURE. DES CONDITIONS LIMITES A L'INTERFACE TRADUISENT L'INTERACTION : IL Y A EGALITE DES VITESSES ET EGALITE DES CONTRAINTES NORMALES. SUR UN MODELE SIMPLIFIE D'INTERACTION ENTRE UN FLUIDE ET UNE STRUCTURE MONODIMENSIONNELS, L'ANALYSE NUMERIQUE EN TERMES DE STABILITE, CONSISTENCE ET CONVERGENCE EST PRESENTEE POUR UN TRAITEMENT IMPLICITE DES CONDITIONS LIMITES A L'INTERFACE. LA STABILITE DE DEUX ALGORITHMES EXPLICITES EST ETUDIEE POUR CE MODELE EN VUE D'ABORDER LA SIMULATION DES PROBLEMES 2D OU 3D. EN EFFET, AFIN DE COUPLER DEUX CODES NUMERIQUES EXISTANTS SANS AVOIR DE TRANSFORMATION FONDAMENTALE A EFFECTUER, L'UTILISATION D'ALGORITHMES DECALES EST PRECONISEE ET DONNE DES RESULTATS SATISFAISANTS SUR DES MODELES D'INTERACTION 2D-FLUIDE/1D-STRUCTURE ET 3D-FLUIDE/2D-STRUCTURE. L'AVANTAGE DE TELS ALGORITHMES EST DE POUVOIR FACILEMENT MODIFIER LES CODES FLUIDE OU STRUCTURE AFIN D'ENVISAGER DES LOIS DE COMPORTEMENT DIFFERENTES EN FLUIDE OU EN STRUCTURE.
