Éléments finis enrichis pour l’interaction fluide-structure

Au LMSSC, Cnam, Paris, le 31 mars 2006
Antoine Legay (Maître de conférences, LMSSC, Cnam, Paris)

Une approche Euler-Lagrange pour le calcul couplé fluide-structure est présentée. La méthode est dédiée au cas de plusieurs structures minces immergées dans un fluide incompressible ayant de grands mouvements. Un premier travail a été réalisé précédemment dans le cas d’une structure mince en contact avec un fluide compressible [1]. Dans un premier temps, la méthode des éléments finis est utilisée pour la discr´etisation en espace et le schéma d’int´egration en temps est semi-implicite à pas fractionnés [2], [3]. Dans un deuxième temps une discrétisation éléments finis du domaine espace-temps est utilisée [4], [5]. Le point fort de la méthode réside dans le fait que le maillage fluide est fixe et ind´ependant de la position des structures. Afin de prendre en compte les discontinuit´es liées à la présence des interfaces dans le maillage fluide, les champs d’approximations de vitesse et de pression sont enrichis par l’ajout de nouvelles fonctions par la m´ethode des éléments finis étendus (X-FEM).

Références

[1] A. Legay, J. Chessa, T. Belytschko, An Eulerian-Lagrangian method for fluid-structure interaction based on level sets, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 195 (17-18), 2070-2087, 2006.
[2] A. Legay, A. Tralli, Une approche éléments finis enrichis Euler-Lagrange pour l'interaction fluide-structure, Actes du 1er Colloque GDR CNRS 2902 en Interaction Fluide Structure, École des Mines de Paris, Sophia Antipolis, France, 26-27 septembre 2005.
[3] A. Legay, A. Tralli, An enriched finite element approach for prescribed motions of thin immersed structures in a fluid, European Journal of Computational Mechanics, 16 (2), 145-160, 2007.
[4] A. Legay, A. Kölke, An enriched space-time finite element method for fluid-structure interaction - Part I: Prescribed structural displacement, Proceedings of the Third European Conference on Computational Mechanics, ECCM 2006, Lisbon, Portugal, June 5-9, 2006.
[5] A. Kölke, A. Legay, An enriched space-time finite element method for fluid-structure interaction - Part II: Thin flexible structures, Proceedings of the Third European Conference on Computational Mechanics, ECCM 2006, Lisbon, Portugal, June 5-9, 2006.


Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC