Comptes Rendus
Modified fixed point algorithm in fluid–structure interaction
[Accélération avec des conditions de transpiration d'un algorithme de point fixe en interaction fluide–structure]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 8, pp. 525-530.

Dans cette Note on s'intéresse à la résolution numérique des problèmes non-linéaires issus de la discrétisation en temps, avec des schémas implicites, de problèmes d'interaction fluide–structure. A chaque pas de temps, on doit résoudre un système couplé fortement non-linéaire, car le domaine fluide dépend de l'inconnue associée au déplacement de la structure. Nous proposons un algorithme de point fixe modifié qui combine des itérations Block-Gauss–Seidel avec une formulation de type transpiration. Des expériences numériques mettent en évidence le gain en temps de calcul par rapport à la méthode standard.

In this work, we address the numerical solution of some non-linear problems arising in the time discretization of fluid–structure interaction problems with fully implicit schemes. At each time step, we have to solve a highly non-linear coupled system, since the fluid domain depends on the unknown displacement of the structure. We propose a modified fixed-point algorithm which combines the Block-Gauss–Seidel iterations with a transpiration formulation. Numerical experiments show the great improvement in computing time with respect to the standard method.

Reçu le :
Accepté le :
Publié le :
DOI : 10.1016/S1631-0721(03)00119-0
Keywords: Computational fluid mechanics, Fluid–structure interaction, Block-Gauss–Seidel iterations, Transpiration, Highly coupled non-linear problems, Weak and strong coupling algorithms, Partitioned procedures
Mot clés : Mécanique des fluides numérique, Interaction fluide–structure, Itérations de Gauss–Seidel, Transpiration, Problémes couplès hautements non-linéaires, Algorithmes de couplage faible et fort, Méthode à partion

Simone Deparis 1 ; Miguel Ángel Fernández 1 ; Luca Formaggia 2 ; Fabio Nobile 3

1 École polytechnique fédérale de Lausanne, IACS, 1015 Lausanne, Switzerland
2 Politecnico di Milano, MOX, Piazza L. da Vinci 32, 20133 Milano, Italy
3 CES, The University of Texas at Austin, Austin, TX 78712, USA
@article{CRMECA_2003__331_8_525_0,
     author = {Simone Deparis and Miguel \'Angel Fern\'andez and Luca Formaggia and Fabio Nobile},
     title = {Modified fixed point algorithm in fluid{\textendash}structure interaction},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {525--530},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {331},
     number = {8},
     year = {2003},
     doi = {10.1016/S1631-0721(03)00119-0},
     language = {en},
}
TY  - JOUR
AU  - Simone Deparis
AU  - Miguel Ángel Fernández
AU  - Luca Formaggia
AU  - Fabio Nobile
TI  - Modified fixed point algorithm in fluid–structure interaction
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2003
SP  - 525
EP  - 530
VL  - 331
IS  - 8
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/S1631-0721(03)00119-0
LA  - en
ID  - CRMECA_2003__331_8_525_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Simone Deparis
%A Miguel Ángel Fernández
%A Luca Formaggia
%A Fabio Nobile
%T Modified fixed point algorithm in fluid–structure interaction
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2003
%P 525-530
%V 331
%N 8
%I Elsevier
%R 10.1016/S1631-0721(03)00119-0
%G en
%F CRMECA_2003__331_8_525_0
Simone Deparis; Miguel Ángel Fernández; Luca Formaggia; Fabio Nobile. Modified fixed point algorithm in fluid–structure interaction. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 8, pp. 525-530. doi : 10.1016/S1631-0721(03)00119-0. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(03)00119-0/

[1] Z. Belhachmi, C. Bernardi, S. Deparis, Weighted Clément operator and application to the finite element discretisation of the axisymmetric Stokes problem, In preparation

[2] R. Codina; M. Cervera Block iterative algorithms for non-linear coupled problems, Advanced Computational Methods in Structural Mechanics, CIMNE, Barcelona, 1996

[3] S. Deparis, M.A. Fernández, L. Formaggia, Acceleration of a fixed point algorithm for fluid–structure interaction using transpiration conditions, Accepted for printing in M2AN

[4] T. Fanion; M.A. Fernández; P. Le Tallec Deriving adequate formulations for fluide structure interaction problems: from ALE to transpiration, Rév. Européenne Élém. Finis, Volume 9 (2000) no. 6–7, pp. 681-708

[5] M.A. Fernández, Modèles simplifiés d'interaction fluide–structure, PhD thesis, University of Paris IX, France, 2001

[6] P. Le Tallec; J. Mouro Fluid structure interaction with large structural displacements, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., Volume 190 (2001) no. 24–25, pp. 3039-3067

[7] G. Medic, Étude mathématique des modèles aux tensions de Reynolds et simulation numérique d'écoulements turbulents sur parois fixes et mobiles, PhD thesis, University of Paris VI, France, 1999

[8] F. Nobile, Numerical approximation of fluid–structure interaction problems with application to haemodynamics, PhD thesis n. 2458, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland, 2001

Cité par Sources :

Commentaires - Politique