Enrichment of the contact geometry within the finite element method

Titre du résumé français joint : Traitement des problèmes de contact en calcul parallèleInternational audienceA new approach for sub-mesh enrichment of the contact geometry has been proposed in the framework of the Finite Element Method and the Node-to-Segment contact discretization. The method is very general and multipurpose : it allows, for example, to extend the limits of the contact modeling of thin-walled structures or to account for a change of the contact geometry due to loading, for example, to simulate a shallow wear

Nonlocal computational methods applied to composites structures

International audienceA nonlocal finite element method is used to solve numerical problems appearing when a standard finite element method, coupled with a Newton-Raphson algorithm, is used to model the degradation of organic or ceramic matrix composites structures (OMC or CMC) even under simple solicitations (traction, flexion, ...). The main problem is related to instabilities and localisation, which lead to the divergence of the solver. In order to overcome these difficulties, a new method is developed. It consists in the use of nonlocal description of the material combined with an arc length algorithm. This ensures a good numerical conditioning which allows the parallelization (using a FETI method) of the calculations and therefore high performance computations.This set of tools allows to run 3D simulations in order to follow the initiation and the propagation of fracture in cases representative of industrial problems which require very fine meshes

Traitement des problèmes de contact en calcul parallèle

National audienceL'implantation numérique efficace des méthodes de traitement du contact reste encore un sujet de recherche à part entière. On détaille ici la mise en oeuvre d'une méthode de type Lagrangien augmenté. Afin de gagner en performance, l'algorithme comporte une procédure particulière de reconnaissance (séquentiel et parallèle) de noeuds venant en contact sur la surface de contact, la reconstruction à bon escient de la matrice pour les éléments de contact et une formulation en calcul parallèle

Temporal Interpolation Methods for Transient CHT

International audienceThe main objective of this paper is to present a methodology to carry out transient Conjugate Heat Transfer (CHT). Transient thermal interactions between a fluid and a solid are difficult to perform because of their computational cost. Indeed, fluid and solid characteristic times differ by several orders of magnitude. The present method has the aim to speed up the thermal analysis process by coupling an unsteady conduction computation with a sequence of steady CFD computations. This procedure assumes that the influence of fluid unsteadiness is negligible. Moreover, this paper proposes different approaches to interpolate fluid information between two steady CFD computations necessary to the solid solver for moving forward in time. The results obtained with these different approaches are compared with a reference result

Couplage de codes éléments finis et dynamique discrète de dislocations

National audienceLe calcul couplé entre la méthode des éléments finis et la dynamique discrète de dislocations est utilisé pour simuler le comportement cyclique d'un agrégat polycristallin. La convergence et la validation du couplage sont discutées

Vers une méthode FE2-APHR

National audienceLes approches EF2 permettent de résoudre des problèmes multi-échelles non linéaires que l'on ne peut pas traiter avec des méthodes d'homogénéisation ou avec la méthode NTFA [2]. Les modèles EF2 ont en général une complexité superflue. Nous proposons une méthode d'hyperréduction multidimensionnelle pour réduire la complexité de ces modèles. Les bases réduites utilisées pour l'hyperréduction sont construites par la méthode APHR. Nous présentons ici la simulation la simulation d'une réponse macroscopique associée à des cellules microscopique ayant une réponse élastoplastique, à déformations plastiques très localisées

Computational crystal plastiticy : from single crystal to homogenized polycrystals

Crystal plasticity models for single crystals at large deformation are shown. An extension to the computation of polycrystals is also proposed. The scale transition rule is numerically identified on polycrystal computations, and is valid for any type of loading. All these models are implemented in a finite element code, which has a sequential and a parallel version. Parallel processing makes CPU time reasonable, even for 3D meshes involving a large number of internal variables (more than 1000) at each Gauss point. Together with a presentation of the numerical tools, the paper shows several applications, a study of the crack tip strain fields in single crystals, of zinc coating on a steel substrate, specimen computation involving a large number of grains in each Gauss point. Finally, polycrystalline aggregates are generated, and numerically tested. The effect of grain boundary damage, opening and sliding is investigated

Transition endommagent non local - fissuration dans le cadre de la rupture quasi-fragile

National audienceOn propose une méthode permettant d'assurer la transition et l'équivalence énergétique entre un modèle non local à gradient d'endommagement et un modèle de zones cohésives. Dans un premier temps, on identifie analytiquement (sur un problème unidimensionnel) une famille de lois cohésives permettant de basculer du modèle non local vers le modèle cohésif, et ce quelque soit le niveau de dégradation atteint par le matériau. Cette stratégie est ensuite étendue au cadre bidimensionnel éléments finis, en couplant les représentations continues et discrètes dans le cas de la propagation de fissures rectilignes en mode I

Mise en œuvre d'un solveur direct parallèle pour l'inversion des problèmes locaux au sein d'une méthode de décomposition de domaine

National audienceLe but de ce papier est de mettre au point un algorithme parallèle pour la résolution directe de grands systèmes linéaires creux et l’intégrer dans les méthodes de décomposition de domaine. Ces systèmes linéaires, souvent rencontrés lor de la simulation numérique de problèmes de mécanique des structures par des codes de calcul par éléments finis, sont résolus avec des coûts très importants en temps ce calcul et en espace mémoire. Dans ce papier, un parallélisme à deux niveaux a été exploité. L’exploitation du niveau inférieur de parallélisme a d’abord consisté à réaliser un solveur direct parallèle basé sur une technique de dissection emboitée et l’intégrer ensuite dans les méthodes FETI. Ce solveur direct a l’avantage de traiter automatiquement et proprement les modes à énergie nulle dans des structures flottantes. L’exploitation du niveau supérieur a consisté à améliorer la phase itérative de la méthode FETI classique. Des tests ont été effectués pour évaluer les performances du solveur mis en place