Generation of hexahedral meshes for large deformation simulations
Génération de maillages hexaédriques pour des simulations de grandes déformations
Résumé
This thesis focuses on the development of hexahedral meshing methods suitable for large deformation simulations in non-linear mechanics. Domain parameterization methods based on frame fields are used to generate high-quality hexahedral meshes aligned with the domain boundaries. However, during large deformations, the mesh quality may degrade and potentially block the simulation. This thesis explores the idea of determining an optimal connectivity for the mesh elements while taking into account the anticipated deformations.In 2D, a complete pipeline is developed to tackle this challenge by combining previous work and scientific contributions. In 3D, contributions are made to approach this objective, particularly by controlling the boundary valences of hexahedral meshes produced from frame fields. The different parts of the thesis address the steps of large deformation numerical simulations, the advantages of global parameterization methods, the results of simulations on industrial 2D meshes, and contributions to improving the flexibility and robustness of the hexahedral meshing process.The ultimate goal is to reduce the time spent by engineers in generating an adequate mesh for a simulation by considering a priori information on the deformation to which the mesh and the object will be subjected.
Cette thèse se concentre sur le développement de méthodes de maillage hexaédrique adaptées aux simulations de grandes déformations en mécanique non-linéaire. Les méthodes de paramétrisation du domaine basées sur les champs de repère sont utilisées pour générer des maillages hexaédriques de haute qualité alignés sur les bords du domaine. Cependant, lors de grandes déformations, la qualité du maillage peut se dégrader et potentiellement bloquer la simulation. Cette thèse explore l'idée de déterminer une connectivité optimale pour les éléments du maillage en tenant compte des déformations prévues. En 2D, un pipeline complet est développé pour réaliser ce défi en combinant des travaux antérieurs et des contributions scientifiques. En 3D, des contributions sont apportées pour se rapprocher de cet objectif, notamment en contrôlant les valences de bord des maillages hexaédriques produits à partir de champs de repère. Les différentes parties de la thèse abordent les étapes de la simulation numérique de grandes déformations, les avantages des méthodes de paramétrisation globale, les résultats de simulations sur des maillages industriels 2D, ainsi que des contributions pour améliorer la flexibilité et la robustesse du processus de maillage hexaédrique. L'objectif final est de réduire le temps passé par les ingénieurs à générer un maillage adéquat pour une simulation en prenant en compte des informations a priori sur la déformation à laquelle le maillage et l'objet seront soumis.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
|---|