Vers des simulations couplées fluide/structure pour des problèmes industriels
Méthodes numériques de calculs couplés fluide/structure - Cas du fluide s'écoulant : introduction

De nombreux outils de calcul numérique rendent maintenant possible la prise en compte d'effets de couplage fluide/structure dans des études d'ingénierie. Les difficultés de mise en œuvre de simulations couplées sont cependant très inégales selon que l'on s'intéresse à un problème de fluide stagnant ou s'écoulant.

Dans le cas du couplage structure/fluide stagnant, les méthodes de couplage éléments finis/éléments finis et éléments finis/éléments de frontière sont bien éprouvées, tant sur le plan numérique (robustesse) que sur le plan physique (précision) ; elles restent néanmoins limitées à la description des vibrations « basses fréquences » du système (c'est-à-dire sur une gamme de fréquences où la densité modale reste assez faible pour que l'analyse modale conserve tout son sens). Il est ainsi possible de proposer des modèles numériques de structures à l'échelle réelle avec prise en compte des effets de couplage avec un fluide stagnant. On trouve de nombreux exemples d'application de ces techniques dans des domaines industriels variés (nucléaire, aéronautique, spatial, automobile, génie civil) ; à titre d'illustration, la figure 30a montre un modèle éléments finis d'un navire militaire pour lequel les effets de couplage fluide/structure sont décrits à l'aide d'un maillage éléments finis/éléments infinis pour le fluide environnant : le modèle permet une description du comportement vibratoire du navire avec une précision physique acceptable pour l'ingénieur .