Structural optimization in fluid-structure interaction

Structural optimization problems for elastic structures in flows arise frequently in many applications that form a particularly important of multi-physics problems. This paper presents general and efficient applications for structural optimization analysis of systems characterized as strongly coupled fluid-structure interaction (FSI) problems. Design,
shape and topological optimization were studied in this case and the obtained results were then presented and discussed. n FSI problems, due to the interaction with the fluid domain, resulting in geometrically nonlinear structural behaviour and
nonlinear interface coupling conditions. The fluid-structure interaction simulations were traited using ANSYS/Mechanical and ANSYS/Flotran for fluid computational dynamics.

Les problèmes d’optimisation des structures élastiques sous écoulement de fluide se posent souvent dans de nombreuses applications qui constituent un problème multi-physique particulièrement important. Cet article présente des applications générales et efficaces pour l’analyse d’optimisation structurale de systèmes caractérisés par des problèmes d’interaction fluide-structure (IFS) fortement couplés. L’optimisation de conception, de forme et topologique ont été étudiées dans ce cas et les résultats obtenus ont été ensuite présentés et discutés. Dans les problèmes d’IFS, la structure peut présenter de grandes déformations en raison de l’interaction avec le domaine fluide, ce qui entraîne un comportement structurel non linéaire de géométrie et des conditions d’interface de couplage non linéaires. Les simulations des problèmes
d’interaction fluide-structure à optimiser ont été analysées avec les solveurs ANSYS/Mechanical et ANSYS/Flotran pour le calcul de la dynamique des fluides.

Fluid-structure interaction Design optimization shape optimization topological optimization

Interaction fluide-structure optimisation de conception optimisation de forme optimisation topologique