Simulation de la nage d'un poisson avec changement de direction représenté par un corps déformable - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2015

Simulation de la nage d'un poisson avec changement de direction représenté par un corps déformable

Résumé

We present an efficient algorithm for simulation of deformable bodies interacting with two-dimensional incompressible flows. The temporal and spatial discretizations of the Navier–Stokes equations are based on classical fourth-order Runge–Kutta method and compact finite differences, respectively. Using a uniform Cartesian grid we benefit from the advantage of a new fourth-order direct solver for the Poisson equation to ensure the incompressibility constraint down to machine zero on an optimal grid. For introducing a deformable body in fluid flow, the volume penalization method is used. An efficient law for controlling the curvature of an anguilliform fish, swimming toward a prescribed goal, is proposed which is based on the geometrically exact theory of nonlinear beams and quaternions. Validation of the developed method shows the efficiency and expected accuracy of the algorithm for fish-like swimming and also for a variety of fluid–solid interaction problems.
Une méthode numérique précise et efficace est proposée pour la simulation de corps déformables interagissant avec un écoulement incompressible. Les équations de Navier–Stokes, sont discrétisées temporellement et spatialement à l'aide respectivement d'un schéma d'ordre quatre de Runge–Kutta et par des différences finies compactes. Grâce à l'utilisation d'un maillage uniforme, nous proposons un nouveau solveur direct au quatrième ordre pour l'équation de Poisson, permettant de garantir la contrainte d'incompressibilité au niveau du zéro machine sur une grille à pas d'espace optimale. L'introduction d'un corps déformable et mobile dans l'écoulement de fluide est réalisée au moyen d'une méthode de pénalisation de volume. Une loi de contrôle efficace de la courbure d'un pois-son anguilliforme nageant vers un objectif prescrite est proposée. La méthode numérique développée prouve son efficacité et précision tant dans le cas de la nage du poisson mais aussi plus généralement dans le cas d'un grand nombre de problèmes d'interactions fluide–structure.
Fichier principal
Vignette du fichier
Final_cfm_2015.pdf (1.82 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

hal-01183037 , version 1 (05-08-2015)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01183037 , version 1

Citer

Seyed Amin Ghaffari, Stephane Viazzo, Kai Schneider, Patrick Bontoux. Simulation de la nage d'un poisson avec changement de direction représenté par un corps déformable. 22ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2015, Lyon, France. ⟨hal-01183037⟩
186 Consultations
1718 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More