Elastic foam compression in a finite element (FE) context
Résumé
A procedure to generate statistical virtual representative volume elements of foam in a finite element context is described. This technique, based on Laguerre tessellations and advancing front method, level-set description of interfaces and anisotropic meshing adaptation, is detailed. The capability of the procedure to respect statistical data could be insured by the advancing front method. To simulate biaxial foam compression, a uniform velocity is imposed on the domain's upper and lower boundaries. By considering the presence of air inside the foam's cells which are bounded by the elastic solid skeleton, a fluid-structure interaction problem occurs between a compressible elastic solid and a compressible fluid. A monolithic formulation is used for solving this problem. Such strategy gives rise to an extra stress tensor in the Navier-Stokes equations coming from the presence of the structure in the fluid. Une méthode pour générer des Volumes Elémentaires Représentatifs (VERs) virtuels statistiques de mousse dans un contexte éléments finis (EF) est décrite. Cette technique, basée sur des cellules de Laguerre associée à une méthode frontale de génération, une description des interfaces par des fonctions level-set et une adaptation anisotrope des maillages EF, est détaillée. La capacité de la procédure pour respecter des données statistiques est assurée par la méthode de génération frontale. Pour simuler la compression biaxiale de mousses, une vitesse uniforme est imposée aux frontières supérieure et inférieure du domaine. En considérant la présence de l'air à l'intérieur des cellules de la mousse qui sont limitées par le squelette solide élastique, un problème d'Interaction Fluide Structure (IFS) se produit entre un solide élastique compressible et un fluide compressible. Une formulation monolithique est utilisée pour résoudre se problème. Une telle stratégie induit l'existence d'un tenseur d'extra-contrainte dans les équations de Navier-Stokes.