Soutenance de thèse de Ramy Nemer

Ramy Nemer soutient sa thèse de doctorat le 23 novembre 2021

Une méthode adaptative de maillage immergé pour l'interaction fluide–structure

Ramy Nemer a réalisé sa thèse dans l'équipe CFL sous la direction d'Elie Hachem et de Thierry Coupez dans le cadre d'un projet avec la société Aqualung. 

Ramy Nemer soutient sa thèse en Mathématiques Numériques, Calcul Intensif et Données le 23 novembre 21 devant le jury suivant :

– Prof. Thomas J.R. Hughes, The University of Texas at Austin, examinateur, président du jury

– Prof. Ramon Codina, Universitat Politècnica de Catalunya, rapporteur

– Prof. Stefanie Elgeti, Vienna University of Technology, examinatrice

– Prof. Trund Kvamsdal, NTNU, examinateur

– Dr Aurélien Larcher, Mines Paris -PSL, examinateur

– Mr. Nicolas Peyron, Aqualung group, invité

– Mme Stéphanie Godier, Recherche et Avenir, invitée

Résumé :

Pour répondre aux besoins d’applications émergeantes impliquant des capteurs cylindriques et des structures membranaires, la simulation de structures de plus en plus fines et flexibles apparait nécessaire. Ces innovations interagissent avec leur environnement pour acquérir des données ou dans une fonction précise. Dans ce contexte, l’interaction fluide-structure (IFS) s’impose pour modéliser les phénomènes mis en jeu. Dans le cadre de cette thèse, une nouvelle méthode de couplage est proposée, combinant les deux méthodes traditionnelles monolithiques et partitionnée en une modélisation hybride. Le maillage solide est immergé dans le maillage fluide-solide à chaque pas de temps, tout en bénéficiant de son propre solveur solide. The solveur hyper-élastique met en place une formulation en déplacement et pression, dans laquelle l’équation de la quantité de mouvement est complétée par une équation de pression qui traduit le caractère incompressible du fluide. Cette formulation est obtenue par séparation du tenseur des contraintes en ses parties volumétriques et déviatoriques, ce qui permet la résolution du problème dans la limite d’incompressibilité. Une linéarisation de la partie déviatorique est également implémentée. Le maillage eulérien contient à la fois les domaines solides et fluides et permet la modélisation de phénomènes physiques complémentaires. Les méthodes d’adaptation de maillage anisotrope et de Level-set sont utilisées pour le couplage à l’interface entre le solide et le fluide afin de capturer plus finement leurs interactions. Tous les éléments précédemment introduits forment la « Adaptive Immersed Mesh Method » (AIMM). La méthode variationnelle multi-échelle est exploitée pour les deux solveurs afin d’amortir les oscillations parasites susceptibles de résulter de la modélisation en éléments tétrahédraux linéaires. La méthode a été construite en 3D en gardant en tête les aspects de calcul parallèle. De multiples tests de validations en 2D et 3D sont présentés pour prouver le bon fonctionnement des solveurs mis en place. Pour finir, la méthode a été testée pour une application industrielle.

Mots-clés : Interaction Fluide–Structure, Eléments Finis, Méthodes multi-échelles variationnelles, Adaptation de maillage anisotrope, Mthode hybride, hyperélastique