Couplage multi-échelle pour l'intéraction fluide structure en dynamique rapide.

par Alexandre Fernier

Thèse de doctorat en Mécanique des solides

Sous la direction de Vincent Faucher.

Soutenue le 25-01-2019

à l'Université Paris-Saclay (ComUE) , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec IMSIA - Institut des Sciences de la Mécanique et Applications Industrielles (laboratoire) , École nationale supérieure de techniques avancées (Palaiseau, Essonne) (établissement opérateur d'inscription) et de Institut des Sciences de la mécanique et Applications industrielles / IMSIA - UMR 9219 (laboratoire) .

Le président du jury était Florian de Vuyst.

Le jury était composé de Anthony Gravouil, Dominique Eyheramendy, Olivier Jamond, Régis Cottereau, Christian Tenaud, Eric Deletombe.

Les rapporteurs étaient Anthony Gravouil, Dominique Eyheramendy.


  • Résumé

    Dans l’industrie nucléaire, la simulation de transitoires accidentels à l’échelle d’un réacteur devient une composante d’importance croissante de la démonstration de sûreté à destination des agences de surveillance nationales. Elle permet ainsi de limiter le recours à des expériences complexes et coûteuses tout en facilitant l’évaluation des stratégies de mitigation. Cependant, les modèles mis en jeu sont inévitablement volumineux et construits avec une finesse de modélisation rendant difficile la prise en compte de détails géométriques locaux pourtant susceptibles d’influencer significativement la solution globale. Dans ce travail de thèse, on propose ainsi des approches multi-modèles pour l’intégration de tels détails dans un modèle global sans modification du maillage initial (on parle aussi de zoom numérique). Des techniques sont proposées aussi bien pour les structures que pour les fluides, avec un souci de démontrer la précision et la stabilité de la solution multi-modèles couplée comparée à une solution de référence à une seule échelle. Ce travail intègre deux spécificités propres, à savoir son adéquation avec les contraintes de la dynamique rapide avec intégration temporelle explicite et l’objectif de traiter simultanément la superposition de modèles et l’interaction fluide-structure.

  • Titre traduit

    Multi-model coupling for fluid structure interaction


  • Résumé

    In nuclear industry, simulating accidental transient sequences at full reactor scale is becoming an increasingly important feature of the safety demonstration towards national agencies. It thus allows limiting the number of complex and costly experiments, while simplifying and accelerating the evaluation of mitigation strategies. However, the implemented numerical models are inevitably heavy to build and maintain, with a global modelling scale making it difficult to account for local geometric details yet able to significantly influence the physical solution. To provide an answer to these problems, this PhD work is dedicated to multi-model approaches designed to integrate such details into bigger models with no modification at the global level (techniques often designated as numerical zoom techniques). Some methods are proposed for both structures and fluids, with special care given to the accuracy and stability of the coupled multi-scale solution compared to a single-scale reference solution. This work handles two very specific topics, namely its compatibility with numerical features imposed by fast transient dynamics with explicit time integration, and the general objective of simultaneously dealing with superimposed models and fluid-structure interaction.


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