Simulation couplee fluide-structure appliquee aux problemes d'instabilite non lineaire sous ecoulement

par NICOLAS GREFFET

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ALAIN COMBESCURE.

Soutenue en 2001

à Cachan, Ecole normale supérieure .

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  • Résumé

    L'objectif de cette these est double. D'une part, un programme de resolution numerique des problemes couples d'interaction fluide-structure a ete developpe, dans le cadre d'un code elements finis. En partant d'un formalisme de type sous-domaines avec couplage par multiplicateurs de lagrange (adapte a une parallelisation du code), sur une description ale, deux algorithmes distincts sont exposes. Le premier, adapte aux calculs en regime transitoire, est qualifie de quasi-explicite car seul le traitement de la pression pour un fluide en ecoulement incompressible est implicite. Le deuxieme est une simplification pour les cas quasi-statiques. Il s'agit d'un algorithme de type point fixe, avec couplage qualifie de neumann-dirichlet. D'autre part, nous presentons un critere d'instabilite du systeme couple, base sur une methode de perturbation sur le principe des puissances virtuelles. Ce critere n'a pas ete implemente numeriquement. Ces resultats sont mis en uvre sur un exemple biomecanique de fermeture de veine sous pression transmurale, en presence d'ecoulement interne. Le modele de paroi est de type coque mince, avec non linearites geometriques et comportementales. Des calculs 2d, puis 3d, sont presentes et valides par comparaison avec la litterature. Differentes strategies de transport de maillage ale sont evaluees. Des etudes parametriques ont permis de mettre en evidence des cas de destabilisation de la paroi. De plus, un critere faiblement couple de flambage, de type charge critique d'euler sur la membrane, tenant compte des efforts reactualises venant du fluide, s'est avere non predictif, justifiant l'emploi d'un critere couple.


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  • Détails : 229 p.
  • Annexes : 195 ref.

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