Une méthodologie générale pour l'étude numérique du couplage fluide-structure

Résumé : Cette étude illustre le développement d'un outil de calcul numérique destiné à analyser les effets d'un couplage aéroélastique dans les moteurs fusée. Une méthodologie simple est proposée afin d'adapter aux simulations aéroélastiques et de coupler un "code fluide" volumes finis reposant sur des schémas robustes de type TVD ou WENO et un "code structure". Un rapide inventaire des méthodes numériques employées pour la mécanique des fluides en milieux évolutifs (i.e. déformables) est dressé. La méthode de maillage dynamique, issue des méthodes ALE, est présentée de manière plus détaillée et ses applications illustrées. Par la suite, plusieurs points spécifiques au couplage fluide/structure sont discutés. Enfin, une dernière partie est consacrée à l'étude du phénomène de flutter et constitue une validation de l'algorithme de couplage retenu. Des conclusions sont tirées concernant notamment le type de schéma à utiliser pour le solveur fluide pour cette dernière application. This paper describes the development of a numerical tool that is needed to investigate fluid/structure interactions occurring in overexpanded rocket nozzles. A simple methodology is proposed in order to adapt to fluid/structure coupling existing codes dedicated to fluid mechanics and structural mechanics. We survey numerical methods for moving boundaries problems, pay special attention to methods using dynamic meshes and underline several technical difficulties that are specific to fluid/structure interactions problems. Finally, we combine the fluid and structural solvers using the most popular staggered procedure. The resulting code is validated by computing supersonic panel flutter. Some conclusions are drawn concerning the type of numerical schemes (for fluid solvers) that should be used for this application.
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https://hal-ecp.archives-ouvertes.fr/hal-00765612
Contributeur : Anne-Sophie Mouronval <>
Soumis le : samedi 15 décembre 2012 - 09:47:05
Dernière modification le : mardi 5 juin 2018 - 10:14:20

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Citation

Anne-Sophie Mouronval, Abdellah Hadjadj, Emmanuel Lefrançois. Une méthodologie générale pour l'étude numérique du couplage fluide-structure. Revue Européenne des Eléments Finis, Hermès, 2003, 12 (5), pp.519-554. 〈10.3166/reef.12.519-554〉. 〈hal-00765612〉

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