Publications

2017

• New approaches of graded damage modelling.
  
  • Stolz Claude
  , 2017.
• On some approaches of graded damage modelling
  
  • Stolz Claude
  , 2017.
• Equilibrated stress reconstructions for linear elasticity problems with application to a posteriori error analysis
  
  • Riedlbeck Rita
  • Di Pietro Daniele
  • Ern Alexandre
  , 2017, 199, pp.293-301. We present an a posteriori error estimate for the linear elasticity problem. The estimate is based on an equilibrated reconstruction of the Cauchy stress tensor, which is obtained from mixed finite element solutions of local Neumann problems. We propose two different reconstructions, one using Arnold–Winther mixed finite element spaces providing a symmetric stress tensor and one using Arnold–Falk– Winther mixed finite element spaces with a weak symmetry constraint. The performance of the estimate is illustrated on a numerical test with analytical solution. (10.1007/978-3-319-57397-7)
  DOI : 10.1007/978-3-319-57397-7
• Fatigue crack growth law identification by Digital Image Correlation and electrical potential method for ductile cast iron
  
  • Hosdez Jerome
  • Witz Jean-François
  • Martel Corentin
  • Limodin N.
  • Najjar Denis
  • Charkaluk E.
  • Osmond Pierre
  • Szmytka F.
  Engineering Fracture Mechanics, Elsevier, 2017. In this paper, a comparison between two methods used to identify fatigue crack propagation law is conducted: Digital Image Correlation (DIC) and Direct Current Potential Drop (DCPD). For this purpose, fatigue tests were conducted at R-ratio of 0.1 on a ductile cast iron commonly used for exhaust manifolds manufacturing. Results show a good agreement between the methods illustrating the accuracy of each technique for the analysis of fatigue crack growth. Moreover, an interest of DIC is also to allow studying the plasticity that occurs at the crack tip during the fatigue test.
• Growth dynamics of turbulent spots in plane Couette flow
  
  • Couliou Marie
  • Monchaux Romain
  Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press (CUP), 2017. We experimentally and numerically investigate the temporal aspects of turbulent spots spreading in a plane Couette flow for transitional Reynolds numbers between 300 and 450. Spot growth rate, spot advection rate and large-scale flow intensity are measured as a function of time and Reynolds number. All these quantities show similar dynamics clarifying the role played by large-scale flows in the advection of the turbulent spot. The contributions of each possible growth mechanism: growth induced by large scale advection or growth by destabilization, are discussed for the different stages of the spot growth. A scenario which gathers all these elements is providing a better understanding of the growth dynamics of turbulent spots in plane Couette flow that should possibly apply to other extended shear flows.
• To be or not to be quadratic (with X-Fem)
  
  • Valoroso Nunziante
  • Martin Alexandre
  , 2017. A novel implementation of the eXtended Finite Element Method that makes use of quadratic elements is discussed. The present formulation is shown to behave fairly better compared to usual quadratic elements enriched with Heaviside functions in that both the number of unknowns and the condition number of element matrices considerably decrease with respect to a classical second order scheme. A representative example demonstrates the capabilities of the proposed approach.
• Modélisation par champ de phase des matériaux fragiles: aspects numériques et applications au combustible nucléaire oxyde
  
  • Helfer Thomas
  • Bary Benoît
  • Dang Tran Thang
  • Fandeur Olivier
  • Michel Bruno
  , 2017. Depuis les travaux de Marigo et Bourdin, la modélisation par champ de phase de la fissuration des matériaux fragiles a gagné en efficacité et en robustesse, notamment par les travaux de Miehe. Celui propose une implémentation explicite dans un sens que nous précisons dans ce papier. Ce papier compare différentes implémentations purement implicites dans le code aux éléments finis Cast3M qui ne nécessitent aucun développement dans le code : on s’appuie uniquement sur les opérateurs existants. Nous insisterons sur le traitement des propagations instables et illustrerons les résultats préliminaires obtenus par une application à la fragmentation du combustible nucléaire oxyde lors de la première montée en puissance.
• A thermomechanical Hencky strain constitutive model for shape memory alloys
  
  • Jun Wang
  • Moumni Ziad
  • Zhang Weihong
  • Zaki Wael
  , 2017. This paper presents a new thermomechanically coupled constitutive model for polycrys- talline shape memory alloys (SMAs) undergoing finite deformation. Three important characteristics of SMA behavior are considered in the development of the model, namely the effect of coexistence between austenite and two martensite variants, the variation of hysteresis size with temperature, and the smooth material response at initiation and completion of phase transformation. The formulation of the model is based on a multiplicative decomposition of the deformation kinematics into thermal, elastic and trans- formation parts. A Helmholtz free energy function consisting of elastic, thermal, interaction and con- straint components is introduced. Constitutive and heat equations are derived from this energy in com- pliance with thermodynamic principles. The proposed model is then implemented in Abaqus/Explicit by means of a user-defined material subroutine (VUMAT). The results of numerical simulations are val- idated against experimental data obtained under a variety of thermomechanical loading conditions. The robustness and efficiency of the proposed framework are illustrated by simulating a SMA helical spring actuator.
• Suivi d'une interface solide mobile au sein d'un écoulement diphasique par une méthode de frontière immergée
  
  • Benguigui William
  • Laviéville Jérome
  • Mimouni Stéphane
  • Longatte-Lacazedieu Elisabeth
  , 2017. La simulation numérique de l’interaction entre une structure en mouvement et un écoulement diphasique est un challenge important pour le monde des industries navale, nucléaire ou aéronautique. Une méthode de frontière immergée définissant le domaine fluide-structure comme un milieu poreux est présentée. Elle est implémentée au sein d’un code CFD volumes-finis dédié aux écoulements diphasiques et basé sur une approche bi-fluide. La structure est définie de manière lagrangienne à l’aide d’une porosité nulle sur une grille cartésienne. Par conséquent, le bilan des fractions volumiques de phases, le bilan de quantité de mouvement de chaque phase, et le bilan de masse sont corrigés de manière à reconstruire l’interface fluide-structure. La méthode dite de “porosité variable en temps et en espace” est évaluée sur différents cas mono- et diphasiques.
• Mise en œuvre d'indicateurs physiques d'endommagement localisé pour les assemblages soudés
  
  • Pierron Quentin
  • Maitournam Habibou
  • Raoult Ida
  • Delattre Benoit
  , 2017. Pour suivre l’endommagement que subit une pièce automobile soudée lors d’un chargement de fatigue complexe à amplitude variable, une démarche expérimentale cohérente est proposée. Des éprouvettes ont été conçues de manière à permettre la mesure indirecte de l’endommagement dans une zone unique limitée et ouverte. Des méthodes de suivi de fissure par chute de potentiel électrique et chute de déformation et l’identification de la dissipation thermique sont étudiées.
• Amortisseur vibratoire magnétique pour les vibrations de plaque mince : étude expérimentale et numérique
  
  • Lo Feudo Stefania
  • Malher Arnaud
  • Touzé Cyril
  • Boisson Jean
  • Doaré Olivier
  , 2017. Cette étude porte sur la caractérisation expérimentale et numérique d’un amortisseur de vibrations non linéaire magnétique avec raideurs linéaires et non linéaires ajustables. Le système primaire dont on souhaite réduire les oscillations est une plaque mince vibrant en grande amplitude. Le réglage des caractéristiques de l’amortisseur magnétique sont déduites de celles mesurées sur la plaque à l’aide d’une analyse modale. En particulier, les trois configurations d’amortisseur à masse accordée non linéaire, purement non linéaire et bi–stable sont prise en compte.
• Une nouvelle approche de l'endommagement gradué
  
  • Stolz Claude
  , 2017. Pour éviter la localisation dans le cas des milieux endommagés l’introduction de termes quadratiques en gradient d’endommagement a été utilisé pour contrôler l’amplitude de l’endommagement. Plus récemment la régularisation de l’endommagement a été obtenue à l’aide d’une fonction distance signée, le gradient est alors borné dans une zone d’étendue finie. On propose une modélisation de l’endommagement tenant compte d’une contrainte interne sur son gradient. Cette description s’affranchit alors de l’introduction d’une distance signée.
• Méthode modale mixte pour la simulation numérique de contacts multiples entre une corde vibrante et un obstacle
  
  • Issanchou Clara
  • Le Carrou Jean-Loïc
  • Touzé Cyril
  • Fabre Benoît
  • Doaré Olivier
  , 2017. Une méthode numérique est proposée pour la simulation temporelle de dynamique avec contacts multiples entre une corde et un obstacle de forme quelconque. L’approche combine décomposition modale et pénalisation du contact, permettant une prise en compte fine des phénomènes d’amortissement. Un schéma conservatif et inconditionnellement stable permet d’intégrer le problème en temps. Des résultats expérimentaux sont confrontés aux résultats numériques dans le cas du contact corde / frettes sur une basse électrique.
• Modèle de comportement élastoplastique adapté à la simulation numérique du soudage
  
  • Mang Chetra
  • Hindili Soufiane
  , 2017. Nous proposons un modèle de comportement élastoplastique adapté au calcul thermomécanique à haute température, rencontré par exemple en simulation numérique du soudage. Ce modèle permet de prendre en compte la restauration d’écrouissage à l’état solide. Ce modèle a été implanté via le générateur de code MFront, développé par le CEA, et permettant en particulier l’intégration de lois de comportement dans un code de simulation numérique. Le modèle est validé sur un essai de dilatométrie bloquée (essai Satoh), en comparant les résultats numériques à des résultats expérimentaux.
• Corrélation calculs-essais en dynamique des structures : du système simple libre-libre à l'assemblage boulonné dans son environnement industriel (Projet FUI SICODYN 2012-2016)
  
  • Audebert Sylvie
  , 2017. Sur les 6 premiers modes propres, la corrélation calculs-essais, en configuration libre-libre, montre un écart fréquentiel généralement inférieur à 5% sur d es composants de pompe, et inférieur à 20% sur un sous-assemblage de 4 composants boulonnés. Concernant la pompe entière, châssis enchâssé dans le béton, cet écart se monte à 37% sur les seuls modes 2 et 3 qui ont pu être corrélés. En revanche, la difficulté d’appairage des modes propres, via le critère de MAC, ne permet pas de quantifier la corrélation calculs-essais sur la pompe dans son environnement industriel complet.
• Une méthode de décomposition de domaine mixte non-intrusive et multi-échelle pour des problèmes 3D de contact frottant
  
  • Oumaziz Paul
  • Gosselet Pierre
  • Boucard Pierre-Alain
  • Guinard Stéphane
  • Abbas Mickaël
  , 2017. La méthode Latin avec sous-structuration est une méthode de décomposition de domaine mixte qui amène à gérer des conditions de Robin sur les bords des sous-domaines. Nous en proposons une implémentation non-intrusive qui permet de traiter aisément ces conditions mixtes au sein de codes commerciaux. Une version parallèle et multi-échelle traitant des assemblages avec du contact frottant sera présentée.
• Méthode simplifiée pour la restauration d'écrouissage utilisée dans la simulation numérique du soudage
  
  • Hendili Sofiane
  • Le Gratiet Loïc
  • Abbas Mickaël
  • Lorentz Eric
  , 2017. On décrit un modèle simplifié de restauration d’écrouissage utilisé dans la simulation numérique du soudage (SNS). Ce modèle, écrit sous forme d’équation différentielle, permet de prendre en compte l’effet de restauration des propriétés plastiques de l’acier lors de la simulation du soudage multi-passes. Les paramètres de ce modèle sont déterminés par recalage à partir d’essais expérimentaux développés et réalisés par l’EPRI. L’étape de validation du modèle, au cours de laquelle les résultats numériques sont confrontés à des résultats expérimentaux, est réalisée en deux temps : d’abord en simulant les essais EPRI puis en simulant des essais Satoh.
• Approche énergétique du problème de fracturation hydraulique 1D: Décollement d'un film élastique soumis à l'injection d'un fluide
  
  • Cordova Hinojosa Rogers Bill
  • Pham Kim
  • Rouby Corinne
  , 2017. Cet article se place dans le cadre des recherches sur la propagation d’une fissure dans un mi- lieu élastique, fragile et chargée par un fluide visqueux. Nous nous proposons de traiter ici un problème simplifié : le décollement d’un film élastique soumis à l’injection d’un fluide visqueux placé à l’interface entre un film élastique et le substrat rigide sur lequel il repose initialement. L’ensemble des équations modélisant le problème sont analysées par le biais de la méthode des développement asymptotiques en fonction d’un petit paramètre adimensionné. En allant jusqu’à l’ordre 1 dans le développement asymptotique, on montre qu’il existe un retard dans l’évolution d e la longueur de fissuration qui dépend de la vitesse d’injection du débit et de la viscosité du fluide.
• Application de la méthode de Base Réduite pour la réponse vibroacoustique de structures immergées avec paramètres incertains
  
  • Leblond Cédric
  • Abbas Mickaël
  • Vernet-Castex Julie
  • Prigent Stéphane
  • Sigrist Jean-François
  , 2017. La réponse fréquentielle de structures immergées avec paramètres incertains est considérée dans le présent papier. Un modèle d’ordre réduit (MOR) paramétrique est construit à cet égard, à partir d’une formulation monolithique du problème vibroacoustique discret et de la méthode de Base Réduite. L’approche est implémentée dans le code de calcul code_aster et est appliquée sur un cas de complexité industrielle. Le MOR paramétrique est de plus intégré dans une tablette numérique, afin d’évaluer les possibilités de calcul en temps réel offertes par ce type de support
• Nouvelles méthodes d'intégration pour traiter la plasticité en X-FEM
  
  • Martin Alexandre
  • Berkane Malik
  • Massin Patrick
  • Valoroso Nunziante
  , 2017. La méthode d’intégration utilisée classiquement en X-FEM fait dépendre la position des points d’intégration de la position de la fissure, ce qui convient difficilement à l’étude de la propagation d’une fissure dans un milieu plastifié. En effet, des étapes de projection de champs sont alors nécessaires. Afin de s’en affranchir, cette contribution propose deux approches alternatives. La première s’appuie sur les schémas d’intégration standards tandis que la seconde propose de différencier les points d’intégration des points où le comportement est évalué. Les méthodes proposées se limitent aux cas des interfaces.
• Limited memory preconditioners for nonsymmetric systems
  
  • Mercier Sylvain
  • Gratton Serge
  • Tardieu Nicolas
  • Vasseur Xavier
  , 2017. This paper presents a class of limited memory preconditioners (LMPs) for solving linear systems of equations with multiple nonsymmetric matrices and multiple right-hand sides. These preconditioners based on limited memory quasi-Newton formulas require a small number k of linearly independent vectors. They may be used to improve an existing first-level preconditioner and are especially worth considering when the solution of a sequence of linear systems with slowly varying left-hand sides is addressed.
• Une méthode éléments finis "Local Average Contact" pour le frottement
  
  • Abbas Mickaël
  • Drouet Guillaume
  • Hild Patrick
  • Pignet Nicolas
  , 2017. Dans ce travail nous présentons une méthode de type “Local Average Contact” (LAC) pour simuler des problèmes de frottement. Ce type de méthode consiste à moyenner localement les conditions de contact et/ou de frottement sur une zone comprenant un ou plusieurs éléments. Cette technique applicable aux problèmes bi- et tri-dimensionnels et utilisable pour les éléments finis linéaires et quadratiques est particulièrement adaptée à la gestion des maillages incompatibles sur l’interface de contact. La méthode a été implantée sur code_aster développé par EDF R&D.
• Le benchmark KARISMA revisité : enrichissements de la modélisation en interaction sol-structure sous séisme
  
  • Devésa Georges
  • Greffet Nicolas
  • Nieto Ferro Alex
  • Clouteau Didier
  , 2017. Le benchmark KARISMA visait à confronter les méthodes de calcul sismique sur un bâtiment de la centrale de Kashiwazaki-Kariwa, en se comparant aux mesures obtenues lors du séisme Niigata Chuetsu-Oki ( 2007 ) . A ucune équipe n’avait pu retrouver assez précisément les résultats mesurés. Sur ce constat, la R&D d’EDF avait décidé de poursuivre les analyses dans le cadre du projet SINAPS@, en particulier en introduisant différentes non-linéarités afin de mesurer leur influence et de confronter les méthodologies numériques récentes à un cas industriel avec des résultats mesurés sur site.
• Améliorations de la précision de la méthode théta pour le calcul des facteurs d'intensité des contraintes en 3D
  
  • Le Cren Matthieu
  • Moes Nicolas
  • Massin Patrick
  • Martin Alexandre
  , 2017. La θ méthode permettant d’évaluer le taux de restitution d’énergie 퐺 est fondée sur le calcul de la dérivée de l’énergie potentielle par rapport à l’avancée de fissure. La méthode permet d’obtenir de très bon s résultat s dans le cas 2D mais ne permet pas d’atteindre une précision raisonnable sur des calculs en volume , même l orsque le cas 3D est une simple extrusion du cas 2D . Dans ce travail, nous tentons d’analyser les écarts observés dans le cas d’extrusion et d’apporter des améliorations afin de les réduire.
• Numerical Simulation of Pseudoelastic Shape Memory Alloys using the Large Time Increment Method
  
  • Gu Xiaojun
  • Moumni Ziad
  • Zaki Wael
  , 2017. The paper presents a numerical implementation of the large time increment (LATIN) me- thod for the simulation of shape memory alloys (SMAs) in the pseudoelastic range. The method was initially proposed as an alternative to the conventional incremental approach for the integration of nonlinear constitutive models. It is adapted here for the simulation of pseudoelastic SMA behavior using the Zaki-Moumni (ZM) model and is shown to be especially useful in situations where the phase transformation process presents little or lack of hardening. In these situations, a slight stress variation in a load increment can result in large variations of strain and local state variables, which may lead to difficulties in numerical convergence. In contrast to the conventional incremental method, the LATIN method solve the global equilibrium and local consistency conditions sequentially for the entire loading path. The achieved solution must satisfy the conditions of static and kinematic admissibility and consistency simultaneously after several iterations. 3D numerical implementation is accomplished using an implicit algorithm and is then used for finite element simulation using the software Abaqus. Numerical results are contrasted to those obtained using step-by-step incremental integration.