Une méthode variationelle en temps pour le couplage de schémas hétérogènes en dynamique transitoire

International audienceCet article présente très succinctement les derniers résultats de l'équipe sur le cou-plage de codes en dynamique. La méthode proposée est très générale et elle est basée sur une vision faible de l'intégration temporelle des équations d'équilibre dynamique. Cette manière de comprendre les algorithmes de calcul en dynamique permet de mettre en place une stratégie de couplage qui assure que le couplage ne perturbe en aucune façon les bilans d'énergie des sous do-maines assemblés. Il en résulte que la méthode proposée permet d'assembler des sous domaines ou des codes différenets utilisant leur propre intégrateur temporel, leur propre maillage, et leur propre pas de temps. Un exemple est proposé pour illustrer le propos

Calcul des opérateurs d'impédance en Interaction Sol-Structure: méthode éléments de frontière accélérée par méthode multipôle rapide

International audienceLes effets de site, qu’ils soient d’origine topographique ou lithologique, influencent la propagation des ondes sismiques et peuvent provoquer une amplification ou atténuation du mouvement sismique, ainsi que la modification de son spectre. Ce travail concerne le développement d’une stratégie de calcul numérique pour la prise en compte des effets de sites dans les calculs d’Interaction Sol-Structure. Il repose sur une nouvelle stratégie de couplage des éléments finis aux éléments de frontière accélérés par la méthode multipôle rapide

Instabilité non linéaire de grands réservoirs sous séisme. De l'approche réglementaire vers le transitoire couplé fluide-structure

International audienceIn order to demonstrate mechanical integrity of industrial buildings and equipments against increased seismic levels, we have to develop new numerical methods for an accurate computation of margins. Classical codes and regulations based methods are often too conservative and inappropriate: only new methods can accept all kinds of physically justified non linearities. This paper presents a new qualified method for the numerical simulation of large metallic tanks under increased seismic loads. This problem deals with strong non linearities (geometric and elastoplastic effects) leading eventually to buckling instabilities. We propose different approaches, ranging from pushover quasistatic based methods to non linear transient calculations, with fully coupled fluid-structure interaction.Dans le cadre de la réévaluation sismique d'installations industrielles, il est nécessaire de mieux maîtriser, par le calcul, les marges de sécurité pour des séismes réglementaires de niveau majoré. L'objectif principal de cette étude est de qualifier une méthodologie de simulation sismique de réservoirs métalliques de grande taille, afin d'assurer la tenue pour un séisme réévalué. Le problème se caractérise par de fortes non linéarités géométriques et comportementales, pouvant aboutir à une instabilité par flambage du réservoir. Différentes modélisations sont évaluées et nos résultats sont comparés à des études numériques extérieures et des données d'essais sur maquette de virole. Enfin, l'approche réglementaire est confrontée à un calcul transitoire avec couplage fluide-structure et surface libre

SIMULATION COUPLEE FLUIDE-STRUCTURE APPLIQUEE AUX PROBLEMES D'INSTABILITE NON LINEAIRE SOUS ECOULEMENT

L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DOUBLE. D'UNE PART, UN PROGRAMME DE RESOLUTION NUMERIQUE DES PROBLEMES COUPLES D'INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE A ETE DEVELOPPE, DANS LE CADRE D'UN CODE ELEMENTS FINIS. EN PARTANT D'UN FORMALISME DE TYPE SOUS-DOMAINES AVEC COUPLAGE PAR MULTIPLICATEURS DE LAGRANGE (ADAPTE A UNE PARALLELISATION DU CODE), SUR UNE DESCRIPTION ALE, DEUX ALGORITHMES DISTINCTS SONT EXPOSES. LE PREMIER, ADAPTE AUX CALCULS EN REGIME TRANSITOIRE, EST QUALIFIE DE QUASI-EXPLICITE CAR SEUL LE TRAITEMENT DE LA PRESSION POUR UN FLUIDE EN ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE EST IMPLICITE. LE DEUXIEME EST UNE SIMPLIFICATION POUR LES CAS QUASI-STATIQUES. IL S'AGIT D'UN ALGORITHME DE TYPE POINT FIXE, AVEC COUPLAGE QUALIFIE DE NEUMANN-DIRICHLET. D'AUTRE PART, NOUS PRESENTONS UN CRITERE D'INSTABILITE DU SYSTEME COUPLE, BASE SUR UNE METHODE DE PERTURBATION SUR LE PRINCIPE DES PUISSANCES VIRTUELLES. CE CRITERE N'A PAS ETE IMPLEMENTE NUMERIQUEMENT. CES RESULTATS SONT MIS EN UVRE SUR UN EXEMPLE BIOMECANIQUE DE FERMETURE DE VEINE SOUS PRESSION TRANSMURALE, EN PRESENCE D'ECOULEMENT INTERNE. LE MODELE DE PAROI EST DE TYPE COQUE MINCE, AVEC NON LINEARITES GEOMETRIQUES ET COMPORTEMENTALES. DES CALCULS 2D, PUIS 3D, SONT PRESENTES ET VALIDES PAR COMPARAISON AVEC LA LITTERATURE. DIFFERENTES STRATEGIES DE TRANSPORT DE MAILLAGE ALE SONT EVALUEES. DES ETUDES PARAMETRIQUES ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE DES CAS DE DESTABILISATION DE LA PAROI. DE PLUS, UN CRITERE FAIBLEMENT COUPLE DE FLAMBAGE, DE TYPE CHARGE CRITIQUE D'EULER SUR LA MEMBRANE, TENANT COMPTE DES EFFORTS REACTUALISES VENANT DU FLUIDE, S'EST AVERE NON PREDICTIF, JUSTIFIANT L'EMPLOI D'UN CRITERE COUPLE.CACHAN-ENS (940162301) / SudocSudocFranceF

Algorithme "Temps-Fréquence" pour la dynamique non linéaire en interaction sol-structure

International audienceSoil-structure interaction problems are modeled coupling finite elements and boundary elements, assuming linear interaction between the two domains. For nonlinear soil-structure interaction problems, a "Time-Frequency" algorithm is presented to solve the coupling problem of frequency dependant stiffness and nonlinear contact. Most of the time, these problems have to be analysed in the time domain while most effective linear models are in the frequency domain. In this paper, an approach to nonlinear interaction problems is elaborated coupling time and frequency domain. It allows the numerical computation of the soil stiffness in frequency domain and the residual term due to nonlinear forces in the time domain. The results given here validate the method and demonstrate its efficiency. Moreover, the importance of the partial uplift of foundation considering soil-structure interaction is illustrated.En interaction dynamique sol-structure, les méthodes de couplage éléments finis-éléments de frontière sont généralement utilisées pour des modélisations de contact parfait entre les deux milieux. Pour les problèmes d'interaction sol-structure non-linéaires traités ici, une formulation "Temps-Fréquence" est présentée pour résoudre le couplage entre l'impédance dynamique du sol fréquentiellement dépendante et les phénomènes non linéaires provenant des décollements de la fondation pouvant apparaître lors d'épisodes sismiques de grande ampleur. Les décollements de fondation sont d'ordinaire pris en compte en simplifiant le domaine sol en simple ressorts non-linéaires ou en modélisant le domaine proche par éléments finis. Le schéma numérique utilisé est alors incrémental. Nous présentons une alternative intéressante à ce schéma pour supprimer cette approximation et approcher efficacement les non linéarités de contact entre le sol et la fondation

Interaction sol-structure non-linéaire : étude industrielle avec la méthode Laplace-temps

International audienceDans le cadre d'études sismiques numériques de type « best-estimate », la prise en compte détaillée de l'interaction sol-structure, mais aussi des non-linéarités devient fondamentale. Les approches classiques validées n'étant, soit, que linéaires, soit trop simplificatrices au niveau de la prise en compte du sol, soit trop coûteuses en temps CPU, une nouvelle approche a dû être développée. C'est une méthode hybride BEM-FEM de type Laplace-temps, dont on présente ici une première validation sur une application de type industrielle

Une méthode de couplage de schémas numériques en temps hétérogènes et multi-échelle en temps

International audienceLe couplage de modèle apparaît comme un défi dans la compréhension des différents phénomènes physique mis en jeu. Les modèles numériques doivent tenir compte des différentes échelles spatiales et temporelles d'un problème. Dans ce contexte, sous réserve que les modèles en espace sont formalisés dans le cadre d'une méthode de décomposition de domaine de Schur duale (sans recouvrement), nous proposons un cadre unifié pour coupler de grandes classes de schémas numériques en temps avec des échelles de temps éventuellement très différentes