Contribution à la modélisation numérique des problèmes d'interactions fluide-fluide et fluide-structure
Contribution à la modélisation numérique des problèmes d'interactions fluide-fluide et fluide-structure

Author: Jérôme Giordano

Publisher:

Published: 2004

Total Pages: 152

ISBN-13:

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Cette thèse s'inscrit dans la modélisation des écoulements hyper-enthalpiques, et vise à terme l'étude des scramjets. Dans ce cadre, l'interaction fluide est déterminante pour modéliser proprement le mélange des gaz menant à la combustion supersonique. De même, la prise en compte des déformations des parois est primordiale si l'on veut déterminer les couplages aéroélastiques et les modifications des configurations de l'écoulement. Ainsi, nous avons confronté notre approche à des expériences sur l'interaction choc-bulle, dans le but de valider notre code fluide CARBUR pour traiter de l'instabilité de Richtmyer-Meshkov. Nous avons ensuite, réalisé un couplage de CARBUR à MARCUS, notre code structure, pour modéliser l'interaction fluide-structure. Ce couplage est valide sur deux cas de référence : un couplage aéroélastique et une expérience que nous avons conçue. Puis une étude d'interaction fluide réactif-structure est proposée au travers de l'amorçage de la tuyère MASCOTE.

Contribution à la modélisation des interactions fluides-structures
Contribution à la modélisation des interactions fluides-structures

Author: Rassim Belakroum

Publisher:

Published: 2011

Total Pages: 0

ISBN-13:

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Les buts principaux recherchés de la présente thèse visent au développement et à l'expertise d'une méthodologie de simulation numérique des problèmes d'interactions fluides-structures. Afin de cerner progressivement le problème étudié, nous nous sommes intéressés en premier lieu à la simulation numérique des écoulements autour d'obstacles solides, plus particulièrement au phénomène d'éclatements tourbillonnaires dans la zone de sillage d'obstacles de différentes formes. Nous avons utilisé la méthode des éléments finis en adoptant la technique de stabilisation GLS (Galerkin Least-Square). Pour le traitement de la turbulence, nous avons opté pour la méthode LES (Large-Eddy Simulation) en utilisant le filtre de Smagorinsky. En deuxième phase, nous nous sommes intéressés aux écoulements en milieux déformables. Nous avons entrepris la formulation ALE (Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne) en considérant un maillage déformable. Pour la mise à jour de la grille du maillage dynamique, nous avons utilisé une approche pseudo-élastique. Afin d'expertiser la méthodologie mise en oeuvre, nous avons choisi d'aborder le problème des ballottements à la surface libre de réservoirs partiellement remplis de liquide. En dernière partie, nous nous sommes intéressés au comportement vibratoire d'un corps solide sous l'effet d'un écoulement de fluide. Par l'utilisation d'un algorithme de couplage totalement implicite basé sur la méthode de Gauss-Seidel par Bloc, nous avons abordé le phénomène des instabilités aéroélastiques des ponts à haubans. Pour la validation du modèle numérique traitant les interactions fluides-structures par les données expérimentales, nous nous sommes intéressés au comportement vibratoire d'une maquette sectionnelle d'un tablier de pont réel sous l'effet d'un vent soufflant uniforme.

Numerical Methods for Hyperbolic and Kinetic Problems
Numerical Methods for Hyperbolic and Kinetic Problems

Author: Stéphane Cordier

Publisher: European Mathematical Society

Published: 2005

Total Pages: 372

ISBN-13: 9783037190128

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Hyperbolic 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.

ANALYSE NUMERIQUE ET SIMULATION DE PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE EN REGIME INCOMPRESSIBLE
ANALYSE NUMERIQUE ET SIMULATION DE PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE EN REGIME INCOMPRESSIBLE

Author: VALERIE.. GUIMET

Publisher:

Published: 1998

Total Pages: 163

ISBN-13:

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CETTE 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.

Méthodes Level Set pour l'interaction fluide-structure
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

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Les 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.

CONTRIBUTION NUMERIQUE A LA RESOLUTION DE PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE NON LINEAIRES
CONTRIBUTION NUMERIQUE A LA RESOLUTION DE PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE NON LINEAIRES

Author: OLIVIER.. LE MAITRE

Publisher:

Published: 1998

Total Pages: 283

ISBN-13:

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DANS CETTE THESE, ON S'INTERESSE A LA RESOLUTION NUMERIQUE DE PROBLEMES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE AVEC GRANDS DEPLACEMENTS DES INTERFACES. DEUX CAS PRATIQUES SONT ABORDES : LA DYNAMIQUE D'UNE VOILE FLEXIBLE DANS UN ECOULEMENT INSTATIONNAIRE, LES DEFORMATIONS D'UNE CAPSULE DANS UN ECOULEMENT TRES VISQUEUX. LE DOCUMENT SE COMPOSE DE TROIS PARTIES DISTINCTES QUI TRAITENT D'ASPECTS DIFFERENTS SELON LES APPLICATIONS : PARTIE I : ON Y DEVELOPPE UN MODELE EN GRANDS DEPLACEMENTS D'UNE STRUCTURE ELASTIQUE MINCE IDEALEMENT FLEXIBLE. UNE APPROXIMATION PAR RESEAUX DE FILS DU COMPORTEMENT DU TISSUS EST UTILISEE. LA METHODE EST APPLIQUEE A LA DETERMINATION DE LA GEOMETRIE DES VOILES SOUS L'ACTION DU VENT. PARTIE II : POUR SIMULER LA DYNAMIQUE D'UNE VOILE EN INTERACTION AVEC LE VENT, UNE FORMULATION GLOBALE, BASEE SUR DES CONSIDERATIONS ENERGETIQUES EST DEVELOPPEE DANS LE CAS 2D. LA SOLUTION DU PROBLEME NON LINEAIRE PEUT ALORS ETRE ESTIMEE GRACE A UNE APPROXIMATION PARTICULIERE DE L'ECOULEMENT ET UN MODELE SIMPLIFIE DE STRUCTURE (MEMBRANE EN GRANDS DEPLACEMENT). PLUSIEURS CAS DE CALCULS SONT PRESENTES POUR DES CONDITIONS AUX LIMITES DETERMINISTES OU STOCHASTIQUES. PARTIE III : LA DERNIERE PARTIE DU MEMOIRE UTILISE UNE UNE REPRESENTATION INTEGRALE DE L'ECOULEMENT DE STOKES, COUPLEE A UN MODELE DE STRUCTURE ELASTIQUE NON-LINEAIRE POUR ESTIMER LES DEFORMATIONS D'UNE CAPSULE DANS UN ECOULEMENT EXTENSIONEL. UNE METHODE D'ELEMENTS DE FRONTIERE 3D EST DEVELOPPEE EN UTILISANT UN FILTRAGE PAR SELECTION DE MODES DE FOURIER DES DEFORMATIONS DE L'ENVELOPPE DE LA CAPSULE. UNE METHODE STOCHASTIQUE EST PROPOSEE POUR DESINGULARISER LE CALCUL DES INTEGRALES DU PROBLEME FLUIDE. LA VALIDATION SE FAIT PAR COMPARAISON AVEC DES SOLUTIONS AXISYMETRIQUES ET PLUSIEURS CAS 3D SONT TRAITES.