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Theses

Coupling schemes and unfitted mesh methods for fluid-structure interaction

Mikel Landajuela Larma 1
1 REO - Numerical simulation of biological flows
SU - Sorbonne Université, Inria de Paris, LJLL (UMR_7598) - Laboratoire Jacques-Louis Lions
Résumé : Cette thèse est dédiée à la simulation numérique des systèmes mécaniques impliquant l'interaction entre une structure mince déformable et un fluide incompressible interne ou qui l'entoure.Dans la première partie, nous introduisons deux nouvelles classes de schémas de couplage explicites en utilisant des maillages compatibles. Les méthodes proposées combinent une certaine consistance Robin dans le système avec (i) un schéma à pas fractionnaire pour le fluide ou (ii) une discrétisation temporelle d'ordre deux pour le fluide et le solide. Les propriétés de stabilité des méthodes sont analysées dans un cadre linéaire représentatif. Cette partie inclut aussi une étude numérique exhaustive dans laquelle plusieurs schémas de couplage (dont certains proposés ici) sont comparés et validés avec des résultats expérimentaux. Dans la seconde partie, nous considérons des maillages non compatibles. La discrétisation spatiale est basée, dans ce cas là, sur des variantes de la méthode de Nitsche avec éléments coupés. Nous présentons deux nouveaux types de schémas de découplage qui exploitent la susmentionée condition de Robin en utilisant des maillages incompatibles. Le caractère semi-implicite ou explicite du couplage en temps dépend de l'ordre dans lequel les discrétisations spatiales et temporelles sont effectuées. Dans le cas d'un couplage avec des structures immergées, la vitesse et la pression discrètes permettent des discontinuités faibles et fortes à travers l'interface, respectivement. Des estimations de stabilité et d'erreur sont fournies dans un cadre linéaire. Une série de tests numériques illustre la performance des différentes méthodes proposées.
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01366696
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, September 15, 2016 - 11:09:08 AM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 3:58:29 PM
Document(s) archivé(s) le : Friday, December 16, 2016 - 2:04:55 PM

File

2016PA066053.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01366696, version 1

Citation

Mikel Landajuela Larma. Coupling schemes and unfitted mesh methods for fluid-structure interaction. Numerical Analysis [math.NA]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2016. English. ⟨NNT : 2016PA066053⟩. ⟨tel-01366696⟩

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