Comptes Rendus
Partial Differential Equations/Numerical Analysis
A smooth extension method
[Une méthode de prolongement régulier]
Comptes Rendus. Mathématique, Volume 351 (2013) no. 9-10, pp. 361-366.

Nous présentons dans cette note une méthode de prolongement régulier pour simuler le mouvement de particules rigides immergées dans un fluide incompressible. Cʼest une méthode de type domaine fictif sur maillage cartésien permettant de retrouver lʼordre optimal de lʼerreur en espace, en trouvant un prolongement régulier de la solution exacte définie sur le domaine perforé. Nous présentons tout dʼabord la méthode sur un problème scalaire, puis nous lʼadaptons au cas des équations de Stokes incompressibles et des particules rigides. Elle est ensuite validée sur différents cas de test.

In this note, we present a smooth extension method for the simulation of the motion of immersed rigid bodies. It is a method of the fictitious domain type, which uses Cartesian meshes and recovers the optimal order of the error by finding a smooth extension of the exact solution defined in the domain with holes. We first present the method with a Poisson problem and show next how it can be adapted to the case of immersed rigid bodies. Finally, the method is validated in both the scalar and the vector cases.

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DOI : 10.1016/j.crma.2013.05.011
Benoit Fabrèges 1 ; Loïc Gouarin 2 ; Bertrand Maury 2

1 INRIA Paris–Rocquencourt, BP 105, Project team REO, Building 16, 78153 Le Chesnay cedex, France
2 Université Paris-Sud 11, laboratoire de mathématiques, Bat. 425, 91405 Orsay cedex, France
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Benoit Fabrèges; Loïc Gouarin; Bertrand Maury. A smooth extension method. Comptes Rendus. Mathématique, Volume 351 (2013) no. 9-10, pp. 361-366. doi : 10.1016/j.crma.2013.05.011. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mathematique/articles/10.1016/j.crma.2013.05.011/

[1] R.A. Adams; J.J.F. Fournier Sobolev Spaces, Elsevier, 2003

[2] C. Atamian; Q.V. Dinh; R. Glowinski; J. He; J. Périaux Control approach to fictitious domain methods. Application to fluid dynamics and electro-magnetics (D.E. Keyes; T.F. Chan; G. Meuran; J.S. Scroggs; R.G. Voigt, eds.), Fourth International Symposium on Domain Decomposition Methods for Partial Differential Equations, 1991

[3] C. Atamian; P. Joly Une analyse de la méthode des domaines fictifs pour le problème de Helmholtz extérieur, RAIRO – Modél. Math. Anal. Numér., Volume 27 (1993) no. 3, pp. 251-288

[4] L. Badea; P. Daripa A domain embedding method using the optimal distributed control and a fast algorithm, Numer. Algorithms, Volume 36 (2004) no. 2, pp. 95-112

[5] J. Baiges; R. Codina Approximate imposition of boundary conditions in immersed boundary methods, Int. J. Numer. Methods Eng., Volume 80 (2009) no. 11, pp. 1379-1405

[6] J. Baiges; R. Codina; F. Henke; S. Shahmiri; W.A. Wall A symmetric method for weakly imposing Dirichlet boundary conditions in embedded finite element meshes, Int. J. Numer. Methods Eng., Volume 90 (2012) no. 5, pp. 636-658

[7] S. Bertoluzza; M. Ismail; B. Maury Analysis of the fully discrete fat boundary method, Numer. Math., Volume 118 (2011) no. 1, pp. 48-77

[8] A. Hansbo; P. Hansbo An unfitted finite element method, based on Nitscheʼs method, for elliptic interface problems, Comput. Methods Appl. Math., Volume 191 (2002) no. 47–48, pp. 5537-5552

[9] J. Janela; A. Lefebvre; B. Maury A penalty method for the simulation of fluid–rigid body interaction (Éric Cancès; Jean-Frédéric Gerbeau, eds.), ESAIM Proceedings, vol. 14, September 2005, pp. 201-212

[10] B. Maury A fat boundary method for the Poisson problem in a domain with holes, J. Sci. Comput., Volume 16 (2001) no. 3, pp. 319-339

[11] B. Perret Étude de quelques méthodes de domaine fictif et applications aux ondes électromagnétiques, University Paris-6, Jussieu, 1998 (PhD thesis)

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