Simulation des interactions fluide-structure en théorie des grands déplacements

Simulation of fluid-structure interactions in large displacement theory

• Auteur / Autrice : Jean Mathieu
• Direction : Directeur de thèse inconnu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1985
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Roger Temam

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régime transitoire (hydraulique)

Mots clés libres

Euler-Lagrange (formulation)

Résumé

Une méthode de résolution des équations du mouvement d’un système couplé fluide-structure avec surface libre et en régime transitoire est présentée dans un formalisme mixte Euler-Lagrange. Une formation variationnelle traduisant faiblement la condition d’incompressibilité du fluide est adoptée, prenant en compte de façon naturelle les conditions de couplage. Elle conduit à une méthode de discrétisation spatiale par éléments finis cohérente pour l'ensemble du système. La discrétisation temporelle mène à un calcul explicite des vitesses tandis que la pression hydrostatique du fluide est obtenue par inversion du système linéaire. Un procédé de sous-cyclage permet une réduction du temps de calcul dans le cas de critères de stabilité côté structure trop limitatifs. Les résultats numériques sont ensuite discutés.

An arbitrary Lagrange Euler (ALE) formulation is used to construct a method for solving the transient equations of motion of a coupled fluid structure system with free surface. A variational formulation including the incompressibility condition for fluid in a weak form is retained, so that the coupling conditions are naturally treated. This leads to a spatial discretization method using finite elements coherent in the whole system. The velocities are advanced in time by an explicit scheme while the hydrostatic pression is computed by inversion of a square matrix. A subcycling process permits a reduction of computing time when the structural stability criterion is too restrictive. Numerical results are then discussed.