A fully decoupled scheme for the interaction of a thin-walled structure with an incompressible fluid

In this note we propose a class of fully decoupled schemes (velocity–pressure–displacement splitting) for the coupling of an incompressible fluid with a thin-walled structure. The time splitting is achieved by combining an overall fractional-step time-marching of the system with a specific Robin–Neumann treatment of the interface coupling. The two variants considered yield unconditional stability. Numerical experiments in a benchmark show that, for one of them, the splitting does not compromises the optimal convergence rate.

RésuméDans cette note, nous proposons un type de schéma totalement découplé (vitesse–pression–déplacement) pour le couplage dʼun fluide incompressible avec une structure mince. Le découplage en temps est obtenu en combinant un schéma à pas fractionnaire sur lʼensemble du système avec un traitement spécifique Robin–Neumann des conditions dʼinterface. Les deux variantes considérées sont inconditionnellement stables. Des expériences numériques montrent que, pour lʼune dʼelles, on obtient un taux de convergence optimal.