Modeling and finite element simulation of multi-sphere swimmers

Luca Berti (1) , Vincent Chabannes (1) , Laetitia Giraldi (2, 3) , Christophe Prud'Homme (1)

1 IRMA - Institut de Recherche Mathématique Avancée
2 UniCA - Université Côte d'Azur
3 CALISTO - Stochastic Approaches for Complex Flows and Environment

We propose a numerical method for the finite element simulation of micro-swimmers composed of several rigid bodies moving relatively to each other. Three distinct formulations are proposed to impose the relative velocities between the rigid bodies. We validate our model on the three-sphere swimmer, for which analytical results are available.

Dans cet article nous proposons une méthode numérique pour la simulation aux éléments finis d'une classe de micro-nageurs. Ces nageurs sont composés par différents corps rigides qui peuvent bouger les uns par rapport aux autres. Nous appliquons notre méthode sur un exemple de micro-nageur connu sous le nom de Three-sphere swimmer.

Domaines: Equations aux dérivées partielles [math.AP]; Modélisation et simulation

Luca Berti, Vincent Chabannes, Laetitia Giraldi, Christophe Prud'Homme. Modeling and finite element simulation of multi-sphere swimmers. Comptes Rendus. Mathématique, 2021, 359 (9), pp.1119-1127. ⟨10.5802/crmath.234⟩. ⟨hal-03023318v2⟩