Couplage fluide-structure pour la simulation numérique des écoulements fluides dans une conduite à parois rigides ou élastiques, en présence d'obstacles ou non

Fluid-structure coupling for the numerical simulation of fluid flows in a behaviour in elastic or rigid walls, in presence of obstacles or not

• Auteur / Autrice : Lahcen Ait Moudid
• Direction : Pasquale Mammone, Abdellatif Ouahsine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Artois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interaction fluide-structure

Lagrange, Équations de

Fluides newtoniens

Navier-Stokes, Équations de

Mécanique des fluides

Résumé

La simulation numérique de l'interaction fluide-structure par la méthode des éléments finis a été étudiée dans le cadre des équations de Navier-Stokes pour un fluide visqueux newtonien incompressible en interaction avec un solide élastique. La formulation arbitrairement lagrangienne-eulerienne (ALE) est envisagée au niveau du fluide pour mieux suivre le mouvement de la structure décrite par une formulation lagrangienne. La mobilité des géométries de chaque domaine est construite par déformation du maillage. On évalue ensuite l'efficacité de la méthode ALE pour différentes applications lorsque le mouvement de la structure est prescrit. Nous décrivons ainsi l'algorithmique nécessaire dans cette optique. Pour résoudre l'interaction, on se base sur un cas particulier. La géométrie simplifiée d'un solide immergé dans un canal est étudiée pour tester les possibilités et les limitations liées à l'algorithme mis en oeuvre pour ce type de problème d'écoulement stationnaire ou instationnaire.

We elaborate in this thesis the numerical simulation of the fluid-structure interaction by the finite element method. To this end we consider the Navier-Stokes equations for a viscous Newtonian incompressible uid with an elastic solid. The Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulation is introduced in the fluid governing equations to deal with the structure movement that is described in Lagrangian representation. The geometrical motion in each domain is built up by the mesh deformation. The efficiency of the ALE formulation is tested and validated through various applications. The full algorithm is based on a particular case. The simplified case of a solid immersed in a plane channel closes the thesis. It is then possible to draw the conclusions about the pros and cons of the proposed methodology.