Réduction variationnelle d'un couplage fluide-structure PDF Download
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Author: Nicole Poussineau
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Languages : fr
Pages : 140
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Book Description
Les simulations d'interaction fluide-structure, en particulier pour l'hémodynamique, sont très coûteuses en temps-calcul et nécessitent des domaines de calculs assez grands pour considérer l'influence de tout le système circulatoire. Des modèles réduits en dehors de la région d'intérêt sont donc utiles. Cependant il est difficile de trouver des conditions de couplage adéquates pour coupler des équations 3D de Navier-Stokes et d'élasticité avec des équations 1D obtenues grâce à des moyennes par section. Une nouvelle méthode de réduction dimensionnelle a été introduite. Elle permet d'écrire différents modèles 1D dont la richesse peut varier en fonction de la précision voulue. De plus, ces modèles se couplent naturellement avec le modèle 3D. Des résultats numériques et des applications médicales illustrent les utilisations possibles de ces modèles. Ceux-ci diminuent aussi assez le temps-calcul pour permettre la prise en compte de l'aléa (approximations sur la modélisation ou les données).
Author: Nicole Poussineau
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Languages : fr
Pages : 140
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Les simulations d'interaction fluide-structure, en particulier pour l'hémodynamique, sont très coûteuses en temps-calcul et nécessitent des domaines de calculs assez grands pour considérer l'influence de tout le système circulatoire. Des modèles réduits en dehors de la région d'intérêt sont donc utiles. Cependant il est difficile de trouver des conditions de couplage adéquates pour coupler des équations 3D de Navier-Stokes et d'élasticité avec des équations 1D obtenues grâce à des moyennes par section. Une nouvelle méthode de réduction dimensionnelle a été introduite. Elle permet d'écrire différents modèles 1D dont la richesse peut varier en fonction de la précision voulue. De plus, ces modèles se couplent naturellement avec le modèle 3D. Des résultats numériques et des applications médicales illustrent les utilisations possibles de ces modèles. Ceux-ci diminuent aussi assez le temps-calcul pour permettre la prise en compte de l'aléa (approximations sur la modélisation ou les données).
Author: Abdelkhalak El Hami
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784052809
Category : Fluid-structure interaction
Languages : fr
Pages : 269
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Book Description
La série Fiabilité des systèmes multiphysiques s’intéresse aux avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines de l’optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes des systèmes. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, du génie civil ou de la défense. L’« interaction fluide-structure » regroupe l'étude de tous les phénomènes présentant le couplage du mouvement d'une structure avec celui d'un fluide. La gamme des phénomènes étudiés est très étendue, allant de l'étude de cylindres ou structures vibrants dans des écoulements à des phénomènes de surface libre dans des réservoirs. Cet ouvrage présente les différents aspects de l’interaction fluidestructure (vibroacoustique et aérodynamique) ainsi que les différentes méthodes utilisées afin de réaliser des simulations numériques. S’appuyant sur deux logiciels, Ansys pour le calcul des structures et Fluent pour le calcul des fluides, il traite de la réduction du modèle couplé fluide-structure et de ses incertitudes, ainsi que de l’aspect optimisation couplée à la fiabilité (RBDO). Accompagné d’exemples détaillés, Interactions fluide-structure et incertitudes présente les outils récents de conception les plus performants. Il s’adresse aux étudiants et élèves ingénieurs et constitue un support précieux pour les ingénieurs en activité et les enseignantschercheurs.
Author: Fabien Flori
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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L'objectif de cette étude est l'analyse d'un problème de couplage fluide structure non linéaire. Les trois axes essentiels de ce travail sont la modélisation mathématique, l'analyse théorique des équations et leur résolution numérique. L'objectif de la modélisation est de donner les hypothèses qui conduisent à l'établissement des équations décrivant les comportements de la structure, du fluide ainsi que les phénomènes d'interaction qui interviennent lors d'un couplage. Le comportement du fluide est décrit à l'aide des équations de Navier-stokes compressibles et celui de la structure par l'opérateur bi harmonique des plaques. Le couplage s'exprime à l'aide de l'hypothèse de continuité des vitesses normales a l'interface et par l'introduction dans le second membre de l'équation de plaque d'un terme traduisant la contrainte exercée par le fluide sur la plaque. D'un point de vue théorique, nous donnons des résultats d'existence, d'unicité et de régularité de la solution de ce problème. On rencontre essentiellement trois difficultés. La première est liée à la condition de couplage qui est une condition de type Dirichlet qui ne peut être insérée dans la formulation variationnelle. La seconde difficulté provient du sens à donner à la trace du terme exprimant la continuité des contraintes dans l'équation de la structure. Enfin, les difficultés théoriques inhérentes aux non-linéarités sont accentuées par le couplage. En particulier, la non linéarité de l'équation de conservation de la masse du fluide nous conduit à travailler sur un domaine à frontière variable. En effet si on néglige les mouvements de la plaque dans la géométrie de la structure (hypothèse de petites perturbations), alors la conservation de la masse n'est plus vérifiée et on n'obtient pas les majorations à priori nécessaires pour montrer que le problème est bien posé. Numériquement, nous proposons une méthode de résolution spectrale suivant de près la théorie et dans laquelle la méthode de Galerkin est couplée à une technique de point fixe. A titre de comparaison, nous présentons à la fin de ce travail des résultats numériques obtenus sur un problème tridimensionnel dans lequel les équations de Von Karman sont couplées à l'équation des ondes visqueuses.
Author: MOHAMED.. HADDAR
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Languages : fr
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LE TRAITEMENT DES PROBLEMES COUPLES (STRUCTURES-FLUIDE) EN PRESENCE DE CHOC FAIT PARTIE DES PROBLEMES COMPLEXES ET RELATIVEMENT RECENTS QUI NECESSITERONT ENCORE DE NOMBREUSES ETUDES DE LA PART DES CHERCHEURS AVANT D'ATTEINDRE UNE SOLUTION SATISFAISANTE. LA RESOLUTION DE CES PROBLEMES PERMETTRAIT DE FAIRE PROGRESSER AUSSI BIEN LA RECHERCHE QUE L'INDUSTRIE ESSENTIELLEMENT DANS DES DOMAINES DIVERSIFIES TEL QUE LES INDUSTRIES AUTOMOBILE ET AERONAUTIQUES. LES RECENTS PROGRES ENREGISTRES DANS LES MOYENS INFORMATIQUES ET LE CALCUL NUMERIQUE (ELEMENTS FINIS, DIFFERENCES FINIES, ...) ONT CONTRIBUE A L'EVOLUTION DE LA MODELISATION DES PROBLEMES COUPLES ET TEMPORELS. DANS CE TRAVAIL DE RECHERCHE, CE TYPE DE PROBLEME COMPLEXE A ETE TRAITE DE FACON APPROFONDIE AFIN DE TENTER DE CONSTRUIRE UN MODELE NUMERIQUE SATISFAISANT. DANS UN TRAVAIL PRELIMINAIRE, NOUS NOUS SOMMES INVESTIS DANS LE DEVELOPPEMENT D'UNE FORME VARIATIONNELLE TOTALE D'UN PROBLEME COUPLE FLUIDE STRUCTURE. ELLE CONJUGUE UNE FORMULATION VARIATIONNELLE DE LA STRUCTURE AVEC UNE FORMULATION VARIATIONNELLE MIXTE PAR EQUATIONS INTEGRALES DU FLUIDE. ENSUITE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE DE CALCUL PERMETTANT LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA REPONSE DYNAMIQUE DES STRUCTURES EN TENANT COMPTE DU FLUIDE ET DES NON-LINEARITES DUES AU CHOC. LES DIVERS CAS TESTS ETUDIES ONT PERMIS DE VALIDER NOS DIFFERENTS ALGORITHMES DE CHOC AINSI QUE LE FORMALISME GLOBAL DU PROBLEME COUPLE. LES RESULTATS NUMERIQUES DES DIFFERENTS EXEMPLES SIMULES ONT ETE CONFRONTES A D'AUTRES SOLUTIONS ANALYTIQUES, NUMERIQUES ET EXPERIMENTALES. NOUS AVONS CONSTATE LA BONNE TENUE DE NOTRE MODELISATION
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 756
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Author: W.S. Hall
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 0306483874
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 429
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W S HALL School of Computing and Mathematics, University of Teesside, Middlesbrough, TS1 3BA UK G OLIVETO Division of Structural Engineering, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Catania, Viale A. Doria 6, 95125 Catania, Italy Soil-Structure Interaction is a challenging multidisciplinary subject which covers several areas of Civil Engineering. Virtually every construction is connected to the ground and the interaction between the artefact and the foundation medium may affect considerably both the superstructure and the foundation soil. The Soil-Structure Interaction problem has become an important feature of Structural Engineering with the advent of massive constructions on soft soils such as nuclear power plants, concrete and earth dams. Buildings, bridges, tunnels and underground structures may also require particular attention to be given to the problems of Soil-Structure Interaction. Dynamic Soil-Structure Interaction is prominent in Earthquake Engineering problems. The complexity of the problem, due also to its multidisciplinary nature and to the fact of having to consider bounded and unbounded media of different mechanical characteristics, requires a numerical treatment for any application of engineering significance. The Boundary Element Method appears to be well suited to solve problems of Soil- Structure Interaction through its ability to discretize only the boundaries of complex and often unbounded geometries. Non-linear problems which often arise in Soil-Structure Interaction may also be treated advantageously by a judicious mix of Boundary and Finite Element discretizations.
Author: John P. Wolf
Publisher: Prentice Hall
ISBN:
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 488
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Author: Viorel Barbu
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9783764327880
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 376
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Book Description
Variational methods in mechanics and physical models.- Fluid flows in dielectric porous media.- The impact of a jet with two fluids on a porous wall.- Critical point methods in nonlinear eigenvalue problems with discontinuities.- Maximum principles for elliptic systems.- Exponential dichotomy of evolution operators in Banach spaces.- Asymptotic properties of solutions to evolution equations.- On some nonlinear elastic waves biperiodical or almost periodical in mechanics and extensions hyperbolic nonlinear partial differential equations.- The controllability of infinite dimensional and distributed parameter systems.- Singularities in boundary value problems and exact controllability of hyperbolic systems.- Exact controllability of a shallow shell model.- Inverse problem: Identification of a melting front in the 2D case.- Micro-local approach to the control for the plates equation.- Bounded solutions for controlled hyperbolic systems.- Controllability and turbulence.- The H? control problem.- The H? boundary control with state feedback; the hyperbolic case.- Remarks on the theory of robust control.- The dynamic programming method.- Optimality and characteristics of Hamilton-Jacobi-Bellman equations.- Verification theorems of dynamic programming type in optimal control.- Isaacs' equations for value-functions of differential games.- Optimal control for robot manipulators.- Control theory and environmental problems: Slow fast models for management of renewable ressources.- On the Riccati equations of stochastic control.- Optimal control of nonlinear partial differential equations.- A boundary Pontryagin's principle for the optimal control of state-constrained elliptic systems.- Controllability properties for elliptic systems, the fictitious domain method and optimal shape design problems.- Optimal control for elliptic equation and applications.- Inverse problems for variational inequalities.- The variation of the drag with respect to the domain in Navier-Stokes flow, .- Mathematical programming and nonsmooth optimization.- Scalar minimax properties in vectorial optimization.- Least-norm regularization for weak two-level optimization problems.- Continuity of the value function with respect to the set of constraints.- On integral inequalities involving logconcave functions.- Numerical solution of free boundary problems in solids mechanics.- Authors' index
Author: Robert Levy
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9401702438
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 277
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Book Description
The availability of computers has, in real terms, moved forward the practice of structural engineering. Where it was once enough to have any analysis given a complex configuration, the profession today is much more demanding. How engineers should be more demanding is the subject of this book. In terms of the theory of structures, the importance of geometric nonlinearities is explained by the theorem which states that "In the presence of prestress, geometric nonlinearities are of the same order of magnitude as linear elastic effects in structures. " This theorem implies that in most cases (in all cases of incremental analysis) geometric nonlinearities should be considered. And it is well known that problems of buckling, cable nets, fabric structures, ... REQUIRE the inclusion of geometric nonlinearities. What is offered in the book which follows is a unified approach (for both discrete and continuous systems) to geometric nonlinearities which incidentally does not require a discussion of large strain. What makes this all work is perturbation theory. Let the equations of equilibrium for a system be written as where P represents the applied loads, F represents the member forces or stresses, and N represents the operator which describes system equilibrium.
Author: International Maritime Association of Mediterranean
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ISBN: 9789755613550
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Languages : en
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