Mise en œuvre du projet/ actions menées
Développer des modèles éléments finis pour la simulation des interactions fluide/structure

2.1 Aspects techniques

Le projet consiste à intégrer de nouvelles formulations d’éléments finis dans un code de calcul et de proposer des cas de validation et d’application attestant de la qualité des développements. Les différents aspects de ce projet couvrent des aspects :

• théoriques : il s’agit de proposer une synthèse comparative des différentes modélisations mathématiques pour traiter des interactions fluide-structure, pour des problèmes bidimensionnels à symétrie de révolution, avec prise en compte des effets de gravité et permettant de réaliser des calculs fondés sur des approches modales : à cette fin, on retient de développer une formulation à trois champs ; en se fondant sur des publications scientifiques, ou en écrivant de nouvelles solutions mathématiques pour des cas analytiques, utiles à la validation des développements ;

• informatiques : il s’agit d’intégrer ces nouvelles fonctionnalités dans le code ANSYS, en s’appuyant sur l’architecture informatique générale de l’outil et, tout en réutilisant les fonctionnalités existantes (les procédures de calcul de matrices élémentaires, d’assemblage des matrices globales, d’extraction de quantités modales, de projection sur base modale, etc.) et en respectant les procédures de développement propres à ANSYS Inc. ;

• numériques : il s’agit de réaliser divers tests de validation des développements, portant sur des problèmes de complexité croissante (en matière de géométrie et en matière de simulations réalisées).

Parmi les cas de validation élémentaire, on s’intéresse au problème décrit par la figure 1, qui permet de vérifier le calcul des modes en basse et haute fréquences, pour une géométrie bidimensionnelle et axisymétrique.

La figure 2 donne un exemple de résultat d’une analyse modale, avec lequel on vérifie en particulier les propriétés attendues sur le calcul et le cumul des masses effectives des modes du système, ceci étant l’un des points nécessaires à la mise en œuvre de méthodes sismiques.

D’autres cas de validation analytique sont proposés afin de consolider les développements. Ils sont ensuite complétés...