Thèse soutenue

Un modèle d'interaction fluide-structure en régime compressible faible Mach

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Auteur / Autrice : Thomas Altazin
Direction : Frédéric GolayPhilippe Fraunié
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et calcul scientifique
Date : Soutenance le 07/09/2017
Etablissement(s) : Toulon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Toulon (2006-....)
Jury : Président / Présidente : Cédric Galusinski
Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Golay, Philippe Fraunié, Stephan Grilli, Philippe Helluy, Hubert Branger
Rapporteurs / Rapporteuses : Stephan Grilli, Philippe Helluy

Résumé

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L’objectif de cette étude est de modéliser et de simuler numériquement des phénomènes d’interaction fluide-structure dans un cadre compressible pour des écoulements non-visqueux. La modélisation proposée repose sur une formulation monolithique du couplage fluide-structure en considérant une unique équation permettant de résoudre simultanément le mouvement du fluide et du solide. Un terme supplémentaire dans l’équation de quantité de mouvement traduit la présence de l’obstacle dans l’écoulement. La contribution de ce terme de pénalisation est étudiée à travers l’analogie avec une formulation variationnelle et un intérêt est porté à la rigueur physique, mathématique et numérique de l’unification des deux milieux, en particulier à l’interface. L’approche numérique correspond à une méthode à pas fractionnaire, en tout point identique aux méthodes de prédiction correction utilisées en incompressible. Quelques résultats numériques clôturent ce travail et permettent de préciser les conditions d’application de ce modèle d’interaction fluide-structure en régime compressible.