Interactions fluide-structure
Interactions fluide-structure

Author: Jean-François Sigrist

Publisher: ISTE Group

Published: 2022-07-01

Total Pages: 392

ISBN-13: 1789480787

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Cet ouvrage propose une vue d’ensemble des méthodes de simulation numérique des interactions fluide-structure (IFS) pour des applications en génie maritime. Interactions fluide-structure détaille une large variété de modélisations (numériques, semi-analytiques, empiriques), de méthodes de calcul (éléments finis, éléments de frontière, volumes finis) et d’approches numériques (modèles d’ordre réduit, stratégie de couplage, etc.). Rédigé par un collectif d’experts et de chercheurs du secteur naval, cet ouvrage s’adresse aux acteurs de la recherche ou de la conception qui souhaitent disposer d’une vue d’ensemble sur l’hydrodynamique, la tenue à la mer et aux chargements sévères, les bruits et les vibrations, etc. Didactique et synthétique, il expose, à travers différents exemples, comment la simulation numérique contribue à modéliser et comprendre les interactions fluide-structure, dans le but de concevoir et optimiser les navires de demain.

SIMULATION NUMERIQUE DE PHENOMENES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE
SIMULATION NUMERIQUE DE PHENOMENES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE

Author: Serge Piperno

Publisher:

Published: 1995

Total Pages: 236

ISBN-13:

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DANS CETTE THESE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A LA SIMULATION NUMERIQUE DE PHENOMENES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE. PLUS PRECISEMENT NOUS AVONS MIS AU POINT DES METHODES D'INTEGRATION DECALEE, QUE NOUS AVONS ENSUITE APPLIQUEES A DES CAS AEROELASTIQUES 2D NON-LINEAIRES. LES METHODES COURAMMENT UTILISEES POUR CES SIMULATIONS ONT D'ABORD ETE DETAILLEES. PARMI CELLES-CI, LES METHODES DECALEES PERMETTENT L'EMPLOI MODULAIRE DE PROCEDURES CLASSIQUES DANS CHAQUE SOUS-DOMAINE. SUR UN PROBLEME MODELE 1D LINEAIRE, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE L'ALGORITHME DE COUPLAGE UTILISE. NOUS AVONS DEMONTRE QUE DES CONSIDERATIONS ENERGETIQUES PERMETTENT D'ASSURER NON SEULEMENT LA STABILITE DU SYSTEME LINEAIRE COUPLE MAIS AUSSI L'INCONDITIONNELLE STABILITE DE NOUVEAUX SCHEMAS DECALES IMPLICITES, OU LE FLUIDE EST SOUS-CYCLE, CE QUI PERMET UNE SIMULATION PLUS RAPIDE, SURTOUT SUR MACHINES PARALLELES. LES IDEES GENERALES DEGAGEES DE CES MODELES ONT ENSUITE ETE APPLIQUEES A DES PROBLEMES 1D NON-LINEAIRES. NOUS AVONS ELABORE UNE NOUVELLE METHODE A INTERFACE DOUBLE, PLUS SOUPLE ET PLUS PRECISE, PUIS NOUS L'AVONS APPLIQUEE A DES PROBLEMES D'ECOULEMENTS 2D INSTATIONNAIRES NON-VISQUEUX AUTOUR DE STRUCTURES LINEAIRES MOBILES ET/OU DEFORMABLES EN FLOTTEMENT TRANSSONIQUE OU SUPERSONIQUE: DES RESULTATS PRECIS FURENT OBTENUS EN DE BIEN MOINDRES TEMPS DE CALCUL

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.

Interactions fluide-structure et incertitudes
Interactions fluide-structure et incertitudes

Author: Abdelkhalak El Hami

Publisher: ISTE Group

Published: 2017-09-01

Total Pages: 269

ISBN-13: 1784052809

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La série Fiabilité des systèmes multiphysiques s’intéresse aux avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines de l’optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes des systèmes. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, du génie civil ou de la défense. L’« interaction fluide-structure » regroupe l'étude de tous les phénomènes présentant le couplage du mouvement d'une structure avec celui d'un fluide. La gamme des phénomènes étudiés est très étendue, allant de l'étude de cylindres ou structures vibrants dans des écoulements à des phénomènes de surface libre dans des réservoirs. Cet ouvrage présente les différents aspects de l’interaction fluidestructure (vibroacoustique et aérodynamique) ainsi que les différentes méthodes utilisées afin de réaliser des simulations numériques. S’appuyant sur deux logiciels, Ansys pour le calcul des structures et Fluent pour le calcul des fluides, il traite de la réduction du modèle couplé fluide-structure et de ses incertitudes, ainsi que de l’aspect optimisation couplée à la fiabilité (RBDO). Accompagné d’exemples détaillés, Interactions fluide-structure et incertitudes présente les outils récents de conception les plus performants. Il s’adresse aux étudiants et élèves ingénieurs et constitue un support précieux pour les ingénieurs en activité et les enseignantschercheurs.

Schémas numériques stables pour fluides, structures et leurs interactions
Schémas numériques stables pour fluides, structures et leurs interactions

Author: Cornel Marius Murea

Publisher: ISTE Group

Published: 2017-10-01

Total Pages: 209

ISBN-13: 1784053465

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Cet ouvrage examine des schémas numériques stables pour fluides incompressibles, structures élastiques linéaires et non linéaires, ainsi que pour l’interaction fluide-structure. Il expose une sélection de méthodes fondamentales, mais aussi quelques nouvelles approches. Pour les fluides gouvernés par les équations de Stokes et de Navier-Stokes, cet ouvrage présente la méthode des éléments finis mixtes. Dans le cas où le domaine occupé par le fluide est en mouvement, le formalisme ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) est employé. Des schémas sont analysés pour les structures élastiques linéaires ou qui vérifient le modèle de Saint Venant- Kirchhoff. Pour l'interaction fluide-structure, l’ouvrage expose d'abord un schéma implicite, puis un schéma semi-implicite où le domaine du fluide est calculé d'une manière explicite. L’auteur donne la démonstration détaillée de la stabilité pour chaque schéma présenté. Chaque chapitre se termine par des tests numériques qui confirment les résultats théoriques. Cet ouvrage s’adresse aux étudiants en Master 2 mathématiques ainsi qu’aux élèves des écoles d’ingénieurs.

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.

Modélisation des effets d'une onde de souffle sur les structures de génie civil
Modélisation des effets d'une onde de souffle sur les structures de génie civil

Author: Pierre Legrand

Publisher:

Published: 2020

Total Pages: 0

ISBN-13:

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Dans le cadre du calcul numérique d'une structure de génie civil soumise à une explosion, une grande précision dans la modélisation implique un temps de calcul très important et donc une mauvaise réactivité. Ces travaux de thèse se sont donc focalisés sur l'établissement de méthodes de calcul permettant d'améliorer la précision et/ou la rapidité du calcul numérique. Dans un premier temps, la précision des méthodes actuelles est évaluée grâce à une campagne d'essais au tube à choc. La simulation numérique permet de reproduire fidèlement les déplacements et pressions observés. Sur cette base, la détonation est remplacée par la détente d'un gaz à haute pression. Cette méthode permet de diminuer les gradients de pression aux premiers instants de l'explosion et ainsi augmenter la précision loin de la charge. Une seconde modélisation, sans prise en compte de l'interaction fluide structure a également été évaluée. Ces deux nouveaux modèles numériques ont fait l'objet d'études paramétriques permettant de déterminer la perte éventuelle de précision et les grandeurs physiques prépondérantes dans l'estimation de cet écart vis-à-vis de la référence choisie.