Modified fixed point algorithm in fluid–structure interaction

• Published in: Comptes rendus. Mecanique Vol. 331; no. 8; pp. 525 - 530
• Main Authors: Deparis, Simone, Fernández, Miguel Ángel, Formaggia, Luca, Nobile, Fabio
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Paris Elsevier SAS 01.08.2003; Elsevier
• Subjects: Algorithmes de couplage faible et fort; Block-Gauss–Seidel iterations; Computational fluid mechanics; Exact sciences and technology; Fluid–structure interaction; Fundamental areas of phenomenology (including applications); Highly coupled non-linear problems; Interaction fluide–structure; Itérations de Gauss–Seidel; Mécanique des fluides numérique; Méthode à partion; Partitioned procedures; Physics; Problémes couplès hautements non-linéaires; Solid mechanics; Structural and continuum mechanics; Transpiration; Vibration, mechanical wave, dynamic stability (aeroelasticity, vibration control...); Vibrations and mechanical waves; Weak and strong coupling algorithms; Mécanique des fluides numérique; Block-Gauss–Seidel iterations; Algorithmes de couplage faible et fort; Partitioned procedures; Interaction fluide–structure; Itérations de Gauss–Seidel; Transpiration; Fluid–structure interaction; Computational fluid mechanics; Méthode à partion; Weak and strong coupling algorithms; Highly coupled non-linear problems; Problémes couplès hautements non-linéaires; Fixed point theorem; Partition method; Numerical method; Fluid structure interaction; Non linear effect; Block matrix; Gauss Seidel method
• ISSN: 1631-0721; 1873-7234; 1873-7234
• DOI: 10.1016/S1631-0721(03)00119-0

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. To cite this article: S. Deparis et al., C. R. Mecanique 331 (2003). 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. Pour citer cet article : S. Deparis et al., C. R. Mecanique 331 (2003).