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Communication Dans Un Congrès Année : 2014

Code coupling for the study of rigid bodies fluid-structure interactions in the marine field

Couplage de codes pour l’étude d’interactions fluide-structure de corps rigides dans le domaine de l’hydrodynamique navale

Résumé

The purpose of this paper is to present some results obtained through an efficient fluid structure interaction coupling algorithm used in a cooperative simulation context. This framework makes possible the accurate study of interactions between complex mechanical systems and fluids. The coupling occurs during the non linear resolution process of the fluid solver. It proves to be an efficient strategy when, as is the case here, the resolution of the mechanical problem is less costly than the resolution of the fluid one. In order to stabilize the coupling algorithm, a relaxation operator based on an artificial added mass technique is used. To optimize the coupling algorithm and to limit the number of non linear iterations, an original method is implemented in the fluid solver to evaluate the added mass effects. Two applications are proposed. The first application concerns the computation of the motions transfer functions of a frigate in regular head waves. The second application is about the roll decay of a frigate with active fins. In both cases, the results are in good agreement with the experimental data.
L’objectif de ce papier est de présenter quelques résultats obtenus grâce un algorithme de couplage d’interaction fluide-structure utilisé dans un contexte de couplage de codes. Cette chaîne de calcul rend possible l’étude précise des interactions entre un milieu fluide et un système mécanique complexe. Le couplage s’effectue au sein du processus de résolution non-linéaire du solveur fluide, ce qui s’avère être une stratégie efficace dans les cas où, comme ici, la résolution de la partie structure possède un temps de calcul faible par rapport à celle du fluide. Afin de stabiliser l’algorithme de couplage, un opérateur de relaxation basé sur la technique de la masse ajoutée artificielle est utilisé. Pour optimiser l’algorithme de couplage et limiter le nombre d’itérations non-linéaires à celui d’un calcul instationnaire classique, une méthode originale de détermination des effets de masse ajoutée est implémentée au sein du solveur fluide. Deux cas de validation sont proposés. Le premier concerne l’évaluation des fonctions de transfert des mouvements d’une frégate soumise à une houle incidente de face. Le deuxième consiste à étudier l’amortissement en roulis par des ailerons de stabilisation actifs. Dans les deux cas, les résultats obtenus sont proches des résultats expérimentaux.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04462974 , version 1 (16-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04462974 , version 1

Citer

Camille Yvin, Alban Leroyer, Emmanuel Guilmineau, Patrick Queutey, Michel Visonneau. Couplage de codes pour l’étude d’interactions fluide-structure de corps rigides dans le domaine de l’hydrodynamique navale. 14es journées de l'hydrodynamique, Nov 2014, Nantes, France. ⟨hal-04462974⟩
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