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29 May
29/05/2017 14:00

Research

Soutenance de thèse : Jorge NUNEZ RAMIREZ

A partitioned approach for the coupling of SPH and FE methods for nonlinear FSI problems with impacts using incompatible time- steps

Doctorant : Jorge NUNEZ RAMIREZ 

Laboratoire INSA : LaMCoS
Ecole doctorale : EDA162 : MEGA

Dans le cadre de ce travail, une technique non-intrusive est proposée pour coupler la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) à la méthode des Éléments Finis (MEF) afin de résoudre numériquement des problèmes dynamiques et non-linéaires d’interaction fluide-structure en permettant l'utilisation des pas de temps différents dans les deux domaines de calcul (fluide et solide). Ces développements furent motivés par le besoin de simuler numériquement des phénomènes rapides et très non-linéares qui prennent en compte des impacts en se servant des intégrateurs temporels explicites dans chaque sous-domaine de calcul (Newmark explicite pour le solide et Runge-Kutta 2 pour le fluide). De ce fait, le pas de temps de stabilité est limité par des caractéristiques intrinsèques au modèle numérique du phénomène étudié et en conséquence, il devient important de pouvoir intégrer chaque sous-domaine numérique avec un pas de temps égale ou proche de son pas de temps de stabilité. Pour permettre d'utiliser un pas de temps proche du pas de temps de stabilité pour chaque sous-domaine, des méthodes de décomposition de domaines dual-Schur sont implémentées et validées pour des cas en 1- D, 2-D, et 3-D. Des simulations numériques des impacts des cailloux sur des aubes des turbines hydrauliques sont aussi effectuées afin de prédire le dommage que cet évènement peut occasionner sur cette dernière pendant son fonctionnement. La méthode de couplage fluide-structure proposée par ce travail est utilisée à la fois par trois autres travaux doctoraux pour prédire le dommage sur des aubes des turbines hydrauliques résultant de l'impact répété des gouttes d'eau, l'érosion par cavitation ainsi que l'érosion hydro-abrasive provoquée par les petits sediments présents dans l'écoulement.

Additional informations

  • Amphithéâtre Emilie du Châtelet - Bibliothèque Marie Curie - INSA Lyon

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