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08 juil
08/07/2019 14:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Sijia LI

Couches absorbantes pour la propagation d'ondes dans les sols non bornés à l'aide de la décomposition en sous-domaines et l'intégration temporelle hybride asynchrone

Doctorant : Sijia LI

Laboratoire INSA : GEOMAS

Ecole doctorale :  ED162 : Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique (MEGA)

Le travail de thèse a pour objet de proposer de nouvelles formulations de couches absorbantes artificielles aux frontières des maillages éléments finis pour la simulation numérique de la propagation d’ondes dans des milieux infinis 2D et 3D, afin de traiter des problèmes complexes d’interaction sol-structure en dynamique transitoire.
Trois couches absorbantes sont développées : les couches absorbantes basées sur les amortissements de Rayleigh ou de Kosloff et les PML (Perfectly Matched Layers). En étudiant analytiquement la forme forte de la propagation des ondes dans chaque milieu, il est montré que les amortissements de Kosloff et ceux provenant de PML sont indépendants de la fréquence, ce qui n’est pas le cas de l'amortissement de Rayleigh. Le problème de propagation des ondes à l’interface entre un milieu élastique non dissipatif et un milieu dissipatif est aussi étudié, afin de dégager des conditions optimales permettant de calibrer les caractéristiques mécaniques des couches absorbantes.
La discrétisation spatiale des couches absorbantes est conduite à l’aide de la méthode des éléments finis, tandis que la discrétisation temporelle s’appuie sur le cadre performant et flexible des méthodes dites HATI (Heterogeneous Asynchronous Time Integrator), permettant de sélectionner, selon les caractéristiques des sous-domaines du problème et les phénomènes physiques qui s’y déroulent, les schémas d’intégration temporelle et les pas de temps les mieux adaptés.
L’efficacité des trois couches absorbantes hybrides asynchrones pour la modélisation de domaines non bornés a été illustrée dans diverses applications numériques, 2D et 3D, telles que le test de Lamb dans des milieux hétérogènes stratifiés ou des problèmes d’interaction sol-structure comportant des barrières d’ondes. Finalement, des versions implicite ou explicite de PML asynchrone sont mises en place et testées pour des problèmes avec un nombre important de degrés de liberté. Elles s’avèrent être plus précises et performantes que les couches absorbantes basées sur des amortissements de Rayleigh et Kosloff.

 

Informations complémentaires

  • Amphithéâtre Freyssinet - GCU - INSA Lyon - Villeurbanne