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Tamtam Proceedings - lamsin

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Numerical analysis for the problem ofviscoelastic fluid flow with characteristicsmethodM. El-Kyal * , D. Esselaoui ** , A. Machmoum *** , M. Seaïd ***** Ecole Nationale des Sciences Appliquées (ENSA)Université Ibn Zohr, B.P. 8106, Agadir, Maroc** Laboratoire SIANO, Faculté des sciencesUniversité Ibn-Tofial B.P.133. Kenitra, Maroc.*** LIMI (Laboratoire d’ingénieries mathématiques et d’informatiques)Université Ibn Zohr, Faculté des sciences, B.P 8106, Agadir, Maroc.Email : a_machmoum@yahoo.com.**** Fachbereich Mathematik, TU Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany.ABSTRACT. We formulate and analyze a characteristics finite element approximation of a class offlows in viscoelastic fluids described by the Phan-Thien-Tanner model. Compared to the classical Oldroydmodel, the considered model presents further difficulties due to the presence of nonlinear termsof exponential type in the constitutive equation. In this paper, we propose a characteristics-basedmethod to treat the transport part of the equations. The stress, velocity and pressure approximationsare P 1 discontinuous, P 2 continuous and P 1 continuous finite element, respectively. By assumingthat the continuous problem admits a sufficiently smooth and sufficiently small solution, and using afixed point method, we show existence of solution to the approximate problem. We also give an errorbound for the numerical solution.RÉSUMÉ. On propose d’étudier l’analyse numérique de fluides viscoélastiques régis par le modèlede Phan-Thien-Tanner. Ce modèle présente des difficultés supplémentaires liées à la non linéaritédu type exponentiel présente dans la loi de comportement. Les inconnues sont σ la composante purementvisqueuse du tenseur des extra-contraintes, u la vitesse et p la pression. On suppose quela solution (σ, u, p) est suffisament petite et régulière. L’approximation contrainte, vitesse et pressionsont respectivement des éléments finis P 1 discontinues, P 2 continue et P 1 continue. Pour l’approximationpar la méthode d’éléments finis de l’équation en σ à u fixé, qui est du premier ordre, on utilisela méthode des caractéristiques. On donne une majoration d’erreur.KEYWORDS : Numerical Analysis; Finite element method; Viscoelastic fluids; Characteristics method.MOTS-CLÉS : Analyse numérique, Méthode des éléments finis, Fluides viscoélastique, méthode descaractéristiques.TAMTAM –Tunis– 2005 268

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