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An eXtreme Mesh deformation method to follow sharp physical interfaces

Description du projet

Déformation extrême dans les modèles par éléments finis des interfaces

La compréhension des processus qui se produisent aux interfaces physiques entre différents matériaux et à travers celles-ci est essentielle dans de nombreux domaines de la science et de l’ingénierie. Les simulations par éléments finis sont essentielles, mais il est difficile de trouver un équilibre entre la charge de calcul et la précision. Le projet X-MESH, financé par le CER, vise à mettre au point une approche par éléments finis reposant sur la déformation extrême des maillages. Par exemple, en permettant à un triangle de se déformer jusqu’à ne former qu’une arête, voire un simple point. Cela devrait permettre d’atteindre un faible coût de calcul, une robustesse et une précision inégalées. Le projet se concentrera sur six domaines de la mécanique des fluides et des solides et du transfert de chaleur, avec des implications dans des domaines tels que la conception et la maintenance de la sécurité, les processus de fabrication, l’ingénierie côtière, l’efficacité énergétique et la modélisation des océans.

Objectif

This project will develop an innovative approach,
X-MESH, to overcome a major difficulty associated with engineering
analysis: we aim to provide a revolutionary way to track physical
interfaces in finite element simulations using extreme deformation of
the meshes.

Unprecedented low computational cost, high robustness and
accuracy are expected as the proposed approach is designed to avoid
the pitfalls of the current methods, especially for topological changes.

The key idea of the project
has emerged in a synergistic brainstorming between J.-F. Remacle
(meshing methods) and N. Moës (computational methods). This key idea
is to allow elements to deform up to zero measure. For example, a
triangle can deform to an edge or even a point. This idea is rather
extreme and totally revisits the interaction between the meshing
community and the computational community who, for decades, have
striven to interact through beautiful meshes.

Six areas in fluid and solid mechanics as well as heat
transfer are targeted. Interfaces will be either (i) material,
i.e. attached to particles of matter (the interface between two
immiscible fluids or the dry interface in a wetting and drying model)
(ii) immaterial, i.e. migrating through the material (a
solidification front, contact front, yield front in yield stress fluid
flow or a crack front).

Successes brought by X-MESH are expected in the following engineering
areas: safety design and maintenance, manufacturing processes, coastal
engineering, energy efficiency, ocean modeling to cite a few. The
project takes place in a stimulating environment mixing senior staff
with PhDs and Post-docs to produce and disseminate publications with
open source pieces of software. It also intends to create a synergy at
large with the computational communities dealing with interfaces and
fronts in all fields of science: topology optimization,
superconductivity, tissue growth, hydrogel swelling, crystal growth,
ferroelectric crystal etc.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-SYG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITE CATHOLIQUE DE LOUVAIN
Contribution nette de l'UE
€ 4 583 973,25
Adresse
PLACE DE L UNIVERSITE 1
1348 LOUVAIN LA NEUVE
Belgique
Région
Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 4 583 973,25

Bénéficiaires (3)