Immersed boundary method for the fluid mecanics applied to fish-like swimming

Méthode de frontières immergées pour la mécanique des fluides. Application à la simulation de la nage.

Jessica Hovnanian (1)

1 MC2 - Modélisation, contrôle et calcul

We here investigate the modeling of fluid-structure interactions. The fluid is viscous and inscompressible and the structure is subject to an imposed deformation. After a survey of the different boundary methods, we introduce a new immersed boundary approach : the IPC method (Image Point Correction). Merging Ghost Cell and Penalty methods, this approach is second order and validated through several canonical tests. Then we apply it on the 2D and 3D simulation of fish like swimming after the reconstruction of the swimmer thanks to the skeleton approach.

Nous nous interessons à la modélisation des interactions fluide-structure entre un fluide visqueux incompressible et une structure pouvant être déformable. Apres une approche des méthodes de type frontière immergée existantes, nous présentons une nouvelle approche : la méthode IPC (Image Point Correction) que nous validons ensuite sur différents cas tests. Puis, nous l'appliquons à la simulation 2D puis 3D de la nage d'un poisson grâce à une reconstruction utilisant l'outil du squelette.

Mots clés: fluid-structure interactions; immersed boundary; Penalty method; fish-like swimming

Mots clés: interaction fluide-structure; frontières immergées; Ghost Cell; Pénalisation; simulation de la nage

Domaines: Mécanique des fluides [physics.class-ph]; Mécanique des fluides [physics.class-ph]; Physique mathématique [math-ph]; Physique mathématique [math-ph]; Modélisation et simulation; Analyse numérique [math.NA]

Jessica Hovnanian. Méthode de frontières immergées pour la mécanique des fluides. Application à la simulation de la nage.. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00835013⟩