Méthode de couplage conservative entre un fluide compressible non-visqueux et une structure tridimensionnelle déformable pouvant se fragmenter
Auteur / Autrice : | Maria Adela Puscas |
Direction : | Alexandre Ern |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mathématiques |
Date : | Soutenance le 09/10/2014 |
Etablissement(s) : | Paris Est |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Centre d'enseignement et de recherche en mathématiques et calcul scientifique (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) - Cermics |
Jury : | Président / Présidente : Bertrand Maury |
Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Ern, Michel Visonneau, Christian Mariotti, Christian Tenaud | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Rémi Abgrall, Jean-Frédéric Gerbeau |
Mots clés
Résumé
Nous développons une méthode de couplage entre un fluide compressible non-visqueux et une structure tridimensionnelle mobile. Nous considérons d'abord une structure rigide, puis déformable, et enfin avec fragmentation. Le couplage repose sur une méthode conservative de type frontières immergées en combinaison avec une méthode de Volumes Finis pour le fluide et une méthode d'Éléments Discrets pour la structure. La méthode de couplage assure la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie totale du système. Elle présente également des propriétés de consistance, comme l'absence d'effets de rugosité artificielle sur une paroi rigide. La méthode de couplage est explicite en temps dans le cas d'une structure rigide, et semi-implicite dans le cas d'une structure déformable. La méthode semi-implicite en temps évite que des déformations tangentielles de la structure ne se transmettent au fluide, et la résolution itérative jouit d'une convergence géométrique sous une condition CFL non restrictive sur le pas de temps. Nous présentons des résultats numériques montrant la robustesse de la méthode dans le cas d'une sphère rigide mise en mouvement par une onde de choc, une poutre encastrée fléchie par une onde de choc et un cylindre se fragmentant sous l'action d'une explosion interne