Three-dimensional CFD simulations with large displacement of the geometries using a connectivity-change moving mesh approach

This paper deals with three-dimensional (3D) numerical simulations involving 3D moving geometries with large displacements on unstructured meshes. Such simulations are of great value to industry, but remain very time-consuming. A robust moving mesh algorithm coupling an elasticity-like mesh deformation solution and mesh optimizations was proposed in previous works, which removes the need for global remeshing when performing large displacements. The optimizations, and in particular generalized edge/face swapping, preserve the initial quality of the mesh throughout the simulation. We propose to integrate an Arbitrary Lagrangian Eulerian compressible flow solver into this process to demonstrate its capabilities in a full CFD computation context. This solver relies on a local enforcement of the discrete geometric conservation law to preserve the order of accuracy of the time integration. The displacement of the geometries is either imposed, or driven by fluid–structure interaction (FSI). In the latter case, the six degrees of freedom approach for rigid bodies is considered. Finally, several 3D imposed-motion and FSI examples are given to validate the proposed approach, both in academic and industrial configurations

A parallel matrix-free conservative solution interpolation on unstructured tetrahedral meshes

This document presents an interpolation operator on unstructured tetrahedral meshes that satisfies the properties of mass conservation, P1-exactness (order 2) and maximum principle. Interpolation operators are important for many applications in scientific computing. For instance, in the context of anisotropic mesh adaptation for time-dependent problems, the interpolation stage becomes crucial as the error due to solution transfer accumulates throughout the simulation. This error can eventually spoil the overall solution accuracy. When dealing with conservation laws in CFD, solution accuracy requires enforcement of mass preservation throughout the computation, in particular in long time scale computations. In the proposed approach, the conservation property is achieved by local mesh intersection and quadrature formulae. Derivatives reconstruction is used to obtain a second order method. Algorithmically, our goal is to design a method which is robust and efficient. The robustness is mandatory to obtain a reliable method on real-life applications and to apply the operator to highly anisotropic meshes. The efficiency is achieved by designing a matrix-free operator which is highly parallel. A multi-thread parallelization is given in this work. Several numerical examples are presented to illustrate the efficiency of the proposed approach

Towards goal-oriented mesh adaptation for fluid-structure interaction

In order to address fluid-structure interaction, we present an a priori analysis for an ALE compressible flow model. This analysis is the key for an anisotropic metricbased mesh adaptation

Entre demande sociétale, volonté politique, contraintes techniques et culture locale, la mise en accessibilité des réseaux de transports collectifs de Lyon et de Stuttgart - Rapport de synthèse

Ce projet de recherche a vocation de mettre en lumière les mécanismes sociaux, administratifs ou techniques qui influencent de manière positive ou négative la politique de mise en accessibilité des réseaux de transports collectifs de Lyon et de Stuttgart. Le niveau d'accessibilité de ces deux réseaux a d'abord été présenté selon les types de réseaux et les modes de transport. Les mesures étudiées concernent tant les personnes à mobilité réduite que celles plus spécifiques aux personnes handicapées. Le deuxième temps du rapport est consacré aux politiques nationales d'accessibilité : il s'agit de déterminer de quelle manière les politiques observées à Lyon et à Stuttgart correspondent à la mise en œuvre d'une politique plus nationale. Une attention plus particulière est portée sur les objectifs, le public-cible, les instruments privilégiés et le contrôle de cette politique publique. Un examen minutieux des cas lyonnais et stuttgartois montre que l'accessibilité au transport des personnes handicapées constitue un problème public soumis à des contraintes et des enjeux multiples. Il est ainsi indéniable que la structuration de la demande sociétale et ses modes d'expression jouent un rôle crucial dans l'élaboration de la politique locale. Mais celle-ci est également contingente aux choix techniques et politiques passés. L'analyse des réseaux lyonnais et stuttgartois révèle en outre que la légitimité de l'instrument juridique dépend fortement de la crédibilité technique de ses prescriptions. Le service de transport spécialisé est également une composante de la politique locale d'accessibilité : son niveau de service, sa tarification et les conditions d'éligibilité sont autant de leviers dans les mains de l'autorité organisatrice des transports pour orienter le comportement des personnes handicapées. Enfin les politiques locales d'accessibilité sont aussi influencées par divers facteurs, culturels et autres, comme cela a pu être constaté concernant le type de palette dans les bus et les bandes podotactiles.Accessibilité; personnes handicapées; personnes à mobilité réduite; transports collectifs; Lyon; Stuttgart

Shrimp User Guide. A Fast Mesh Renumbering and Domain Partionning Method

This technical note describes the main features of Shrimp, a software that renumbers mesh entities and splits mesh domain and handle the parallelization of adaptive mesh generators. The aim of the software, the input and the output files and the list of options are given in this document. Shrimp has been developed within the GAMMA research project at INRIA Paris-Rocquencourt. This document describes the features of the current version: release V1.0 (January 2009)

Estimateur d'erreur géométrique et métriques anisotropes pour l'adaptation de maillage. Partie I : aspects théoriques

Ce rapport traite de l'adaptation de maillages anisotropes non structurés. Il présente en détails un estimateur d'erreur géométrique a posteriori basé sur une majoration de l'erreur d'interpolation. A l'aide de cet estimateu- r on construit une carte de métriques (définie aux sommets du maillage) basée sur une approximation discrète du hessien de la solution. Le maillage est adapté en utilisant cette carte de métriques, ce qui revient à construire un maillage unité vis-à-vis de cette carte de métriques. Quelques exemples analytiques seront présentés dans la seconde partie de ce rapport pour illustrer l'approche proposée

Estimateur d'erreur géométrique et métriques anisotropes pour l'adaptation de maillage: Partie II : exemples d'applications

Ce rapport présente quelques résultats relatifs à l'adaptation de maillages anisotropes non structurés, en dimensions deux et trois. Dans la partie I de ce rapport, on a décrit un estimateur d'erreur géométrique a posteriori basé sur une majoration de l'erreur d'interpolation. A l'aide de cet estimateur on peut construire une carte de métriques basée sur une approximation discrète du hessien de la solution qui va servir à générer un maillage unité vis-à-vis de cette carte de métriques. Plusieurs exemples analytiques sont d'abord fournis pour valider l'estimateur d'erreur proposé. Ensuite un exemple en mécanique des fluides est montré

Continuous Mesh Model and Well-Posed Continuous Interpolation Error Estimation

Rapport de recherche INRIAIn the context of mesh adaptation, Riemannian metric spaces have been used to prescribe orientation, density and stretching of anisotropic meshes. Such structures are used to compute lengths in adaptive mesh generators. In this report, a Riemannian metric space is shown to be more than a way to compute a distance. It is proven to be a reliable continuous mesh model. In particular, we demonstrate that the linear interpolation error can be derived continuously for a continuous mesh. In its tangent space, a Riemannian metric space reduces to a constant metric tensor so that it simply spans a metric space. Metric tensors are then used to continuously model discrete elements. On this basis, geometric invariants have been extracted. They connect a metric tensor to the set of all the discrete elements which can be represented by this metric. As the behavior of a Riemannian metric space is obtained by patching together the behavior of each of its tangent spaces, the global mesh model arises from gathering together continuous element models. We complete the continuous-discrete analogy by providing a continuous interpolation error estimate and a well-posed definition of the continuous linear interpolate. The later is based on an exact relation connecting the discrete error to the continuous one. From one hand, this new continuous framework freed the analysis of the topological mesh constraints. On the other hand, powerful mathematical tools are available and well defined on the space of continuous meshes: calculus of variations, differentiation, optimization, ..., whereas these tools are not defined on the space of discrete meshes