Méthodes numériques sans maillage pour la résolution de la fragmentation en dynamique rapide ; Meshless Numerical Method for Dynamic Fragmentation Modeling
Titel:
Méthodes numériques sans maillage pour la résolution de la fragmentation en dynamique rapide ; Meshless Numerical Method for Dynamic Fragmentation Modeling
Anmerkungen:
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Beschreibung:
Dans les domaines de l'Aéronautique, de la Défense et du Spatial, la fragmentation dynamique est un processus généré par des sollicitations extrêmes. Parmi les approches Lagrangiennes, classiquement utilisées pour la modélisation de tels évènements, nous nous intéressons ici à la méthode sans maillage SPH. Contrairement aux méthodes type Eléments Finis, la méthode SPH est construite sur un set de points d’interpolations dépourvus de connectivités la rendant naturellement adaptée au traitement de la rupture des matériaux. Cependant, les schémas SPH standards souffrent d’instabilités remettant en question leur précision et activant des mécanismes non physiques tels que la fragmentation numérique. Un nouveau schéma SPH robuste baptisé γ-SPH-ALE est donc proposé dans ces travaux. Il est développé dans un contexte ALE et inclut l’adaptation d’un schéma bas-Mach hérité des méthodes Volume Finis. Par le biais d’une analyse de stabilité non linéaire, des conditions de type CFL sont identifiées sur les paramètres du schéma. Ceci construit donc un cadre mathématique robuste assurant les propriétés de conservation, robustesse, stabilité et consistance du schéma. A notre connaissance, ce type d’analyse non linéaire n’a jusqu’à ce jour jamais été réalisé sur un schéma de type SPH-ALE. Enfin, l’implémentation du γ-SPH-ALE sur divers cas tests académiques de fragmentation démontre qu'il permet notamment de prévenir l’apparition d’oscillations parasites dans les ondes élastiques, ainsi que de résoudre les problèmes d’instabilité en tension, points durs des méthodes SPH standard. Mettant également à profit la parallélisation GPU, ces résultats sont obtenus en des temps de calculs réduits par rapport aux implémentations CPU classiques. ; In Aeronautics, Defense and Space, dynamic fragmentation is a process generated by extreme loadings. Among the Lagrangian approaches, classically used for the modeling of such events, we focus here on the meshless method called SPH. Unlike grid-based methods, SPH is built on a set of ...