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An eXtreme Mesh deformation method to follow sharp physical interfaces

Descrizione del progetto

Deformazioni estreme nei modelli a elementi finiti delle interfacce

Comprendere i processi che avvengono sulle interfacce fisiche tra materiali diversi è fondamentale per numerosi campi della scienza e dell’ingegneria. Le simulazioni con il metodo degli elementi finiti sono fondamentali, ma trovare il giusto equilibrio tra carico di calcolo e precisione è una sfida. Il progetto X-MESH, finanziato dal CER, mira a sperimentare un approccio basato sugli elementi finiti che sfrutta la deformazione estrema delle maglie, consentendo ad esempio a un triangolo di deformarsi fino a diventare un bordo o addirittura un singolo punto. Questo dovrebbe garantire un costo computazionale incredibilmente basso, oltre a robustezza e precisione senza pari. Il progetto si concentrerà su sei aree della meccanica dei fluidi e dei solidi e del trasferimento di calore, con implicazioni in settori quali la progettazione e la manutenzione in materia di sicurezza, i processi di produzione, l’ingegneria costiera, l’efficienza energetica e la modellizzazione degli oceani.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-SYG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITE CATHOLIQUE DE LOUVAIN
Contributo netto dell'UE
€ 4 583 973,25
Indirizzo
PLACE DE L UNIVERSITE 1
1348 LOUVAIN LA NEUVE
Belgio
Regione
Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 4 583 973,25

Beneficiari (3)