Guilhem MOLLON
guilhem.mollon@insa-lyon.fr
Maître de Conférences
Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
Docteur - HDR (INSA Lyon)
Ingénieur INSA, Normalien, Agrégé de Génie Civil
Guilhem MOLLON
guilhem.mollon@insa-lyon.fr
Maître de Conférences
Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
Docteur - HDR (INSA Lyon)
Ingénieur INSA, Normalien, Agrégé de Génie Civil
La géomécanique et la tribologie sont deux disciplines scientifiques traditionnellement expérimentales, qui ont de plus en plus recours à la simulation numérique comme outils de compréhension et de prédiction. Pour accompagner cette évolution, une partie de mon activité consiste à développer de nouveaux outils numériques dédiés à ces deux disciplines.
Le premier code développé dans le cadre ce travail est un générateur de microstructure utilisable comme préprocesseur de modélisation discrete de l'usure d'une surface frottante. Les paramètres sur lesquels l'utilisateur peut agir sont la rugosité de la surface (amplitude, fréquence, anisotropie), la géométrie des grains (taille, anisotropie), et les conditions limites (périodicité, etc.).
Un outil de simulation très complet est en cours de développement depuis 2015, sous le nom de MELODY (Multibody ELement-free Open code for Dynamic simulations). Il repose sur un couplage entre des éléments discrets traditionnels (mais avec des géométries arbitraires) et une approche multicorps sans maillage pour les grains fortement déformables. Il est développé en C++ et parallélisé en OpenMP, avec un préprocesseur en matlab. Ce code est maintenant utilisé en production sur un grand nombre d'applications. Les développements futurs seront liés à la production et au transfert de chaleur, à la rupture fragile des corps, et au passage à la 3D.
Figure 1. Générateur de surfaces rugueuses aléatoires.
Figure 3. Microstructures générées avec différentes formes et anisotropies des grains.
Figure 5. Discrétisation sans maillage d'un grain circulaire.
Figure 7. Gestion des contacts : détection grossière par sweep-and-prune.
Figure 8. Gestion des contacts : détection fine par une approche node-to-segment.
Figure 9. Gestion des contacts : du fait de l'angularité importante des grains, une approche symétrique est préférée au cadre maître-esclave habituel.
Figure 2. Microstructures générées avec différentes épaisseurs et tailles de grains.
Figure 4. Simulation discrete 3D de l'usure d'une surface microstructurée soumise à du frottement.
Figure 6. Fonctions de forme sans maillage de types MLS et RPIM.
Figure 10. Champs de contrainte dans un échantillon comprenant des éléments rigides et déformables, à l'état initial et après cisaillement.