Emmanuel Lefrançois            Version française

University professor (2013) - Avenues Research Lab on Urban Systems Engineering/UTC                           short CV in english (PDF)

ELF Contact : emmanuel.lefrancois  @  utc.fr                                                                                          

Research areas

-Computer Sciences:
            - finite element
            - parallel implementation

-Multiphysics coupling:
            - aeroelasticity in overexpanded rocket engines (stability prediction)
            - interaction between a ship and the surrounding flows (dynamic squat)

-Staggered coupling schemes

Teaching (Université of Technology of Compiègne)

-Computer Sciences (Finite element, matlab : applications in thermics, potential flow,
acoustic, elasticity)
- Fluid Mechanics (theory & Fluent) 

R
esearch activities

- Current research concerns the development of numerical tool for studying multi-physics coupling applied to urban environment. Due to large scales in space and time, it is necessary to use dedicated methods well adapted to thermics/aeraulics coupling (dual/hybrid/classical finite methods).

- Fluid-structure coupling processing chain, parallel version based on a modular approach and domain decomposition approach: one solver per physics and a parallel environment to establish a dialogue between all of them in order to regularly update the common data they share.
Main application in the development of numerical tools for the analysis of the phenomena of  fluid-structure coupling within the propellers of engine rockets (partnership CNES/ONERA/SNECMA/ASTRIUM, research group ATAC).

- Improvement of the Pekkari's model (1994, Volvo), dedicated to the prediction of the aeroelastic frequency shift in engine rockets in the presence of an internal shock (overexpanded flows). The improvement of this model results from a finer analysis of the coupling obtained from the processing chain.

- Iterative and staggered coupling scheme extended to high density fluid flows in order to ensure the convergence property. This latter is similar to a preconditioning technique and is based on an estimation of the added mass matrix related to the flexible structure. Without this approach, the convergence is not ensured, difficult or even impossible beyond a critical fluid density. The applications concern as well rigid body motions (squat, networks ) that elastic deformation cases.

PhD advisory activities

- Samer TAOUM [2013-] Analyse duale par éléments finis des échanges thermiques dans le milieu urbain
- Anais BRANDELY [2013-] Modélisation et simulation numérique du ballottement : application à la tenue mécanique de réservoirs
- Sébastien GONZALEZ [2009-12] Caractérisation et l’Identification des Sources Sonores dans les COmposants Hydrauliques
- Mengdi SONG [2009-12] Modèle numérique de couplage fluide-structure d’une pompe à membrane innovante
- Nisrine ALDERF-MOHAMAD [2006-10] Prédiction numérique du surenfoncement dynamique des navires dans des chenaux fortement confinés
- Pierre DEBAILLON [2001-05] Simulation numérique du phénomène de sur-enfoncement des navires
- Isabelle FAROU-FRESON [2000-04] Simulation numérique du phénomène de clapage en mer

Curriculum Vitae

[2015-...] Attachment of research activities to ROBERVAL laboratory (PU)

[2013-...] University professor at Avenues Research Lab on Urban Systems Engineering (GSU)/UTC 

[2009] Habilitation à Diriger des Recherches¹ (20/11/2009, UTC)

2000-...] Associate professor in Mechanical engineering Dept UTC - Laboratory Roberval CNRS UMR 6253

[1998-2000] Post-doctoral position CORIA/CNES. Convention No 99/CNES/5652.

[1994-98] PhD in Mechanics (Fluid mechanics specialty), University of Rouen, Laboratories: LMFN CORIA - UMR 6614 et LMR - UMR 6138 INSA of Rouen.

[1993-94] Military services (French navy)

[1992-93] DEA² Energetic and Aerothermics, specialty Fluid Mechanics, LMFN - CORIA, University of Rouen (76).
² : French post-graduate diploma

[1991-92] Maîtrise in Mechanics, University of Rouen

[1990-91] Licence in Mechanics, University of Rouen

[1988-90] DEUG A specialty Fluid Mechanics, University of Rouen

[1988]High school diploma in economic and social science, lycée Saint Jean-Baptiste de la Salle (Rouen)

Bibliography

Book

G. Dhatt, G. Touzot, E. Lefrançois, Finite Element Method, Wiley, 620 pages, 2012.

G. Dhatt, G. Touzot, E. Lefrançois, Méthode des éléments finis, Lavoisier, 600 pages, 2005.

FEM_UK   bookFR

Articles

K. Saleh, M.-T. Mufarej Abou Jaoude, M. Morgeneyer, E. Lefrançois, O. Le Bihan, J. Bouillard, Dust generation from powders: a characterization test based on stirred fluidization, Powder Technology, 01/2014, 255, 141-148

M. Song, E. Lefrançois, M. Rachik, Development of a partitioned algorithm for fluid-structure coupling with no fluid density dependency, Computer & Fluids, 2013, pp. 190-202, DOI : 10.1016/j.compfluid.2013.05.022

E. Lefrançois, Frequency dependency of side loads resulting from shock motion in a forced oscillating rocket nozzle Computer & Fluids, 2011, vol. 49, no1, pp. 222-23

E. Lefrançois, Fluid-structure interaction in rocket engines : Analysis of side-loads resulting from rigid body rotation, EJCM Fluid-structure interaction, Vol.19, 5-6-7/2010, pp. 637-652.

E. Lefrançois, J.-P. Boufflet, An introduction to fluid-structure interaction : application to the piston problem, SIAM Review, Vol. 52, Issue 4, pp. 747-767 (2010)

E. Lefrançois, Numerical investigation of the side-loads resulting from rigid body motions of an over expanded nozzle engine, IJNMF, DOI : 10.1002/fld.2268 (2009).

N. Alderf, E. Lefrançois, Ph. Sergent, P. Debaillon, Transition effects on ship vertical stability in highly restricted waterways, JEME, Vol. 224, No 2, pp. 141-153, (2010)

N. Alderf, E. Lefrançois, Ph. Sergent, P. Debaillon, Dynamic ship response integration for numerical prediction of squat in restricted waterways IJNMF, Volume 65, Issue 7, pages 743-763, (2011)

D.P. Van Bang, E. Lefrançois, Ph. Sergent, F. Bertrand, Expérimentation par IRM et modélisation par éléments finis de la sédimentation-consolidation des vases, La Houille Blanche, No 03-2008.

E. Lefrançois, A simple mesh deformation technique for fluid-structure interaction based on a submesh approach, IJNME, No 75, pp. 1085-1101, 2008.

I. Fréson, E. Lefrançois, G. Dhatt, P. Sergent, Modèle numérique de clapage - phase de chute, REMN, Vol.16 - No 8/2007, pp. 965-988.

E. Lefrançois, Numerical validation of a stability model for a flexible over-expanded rocket nozzle, IJNMF, Vol. 49, Issue 4, October 2005, pp 349-369.

A.-S. Mouronval, H. Hadjadj, E. Lefrançois, Une méthodologie générale pour l’étude numérique du couplage fluide-structure, REEF, Vol. 12 - No 5/2003,pages 519-554.

E. Lefrançois, G. Dhatt, D. Vandromme, Fluid-Structure Interaction Numerical study of the aeroelastic stability of an overexpanded rocket nozzle, REEF. , Vol. 9 - No 6-7/oct. 2000, 727-762.

E. Lefrançois, G. Dhatt, D. Vandromme, Modèle numérique de couplage fluide-structure avec applications aux moteurs fusée, REEF, Vol. 8 - No 2/1999, pages 159-199.

E. Lefrançois, G. Dhatt, D. Vandromme, Fluid-Structural Interactions with Applications to Rocket Engines, IJNMF, Vol. 30 - 1999, pages 865-895.

ICTE ( Information and Communication Technologies for Education)

Development of a ICT tool for teaching Finite Element Method

www.utc.fr/ mecagora

International conferences

A. Brandely, E. Lefrançois, A numerical investigation of the added mass effect due to fluid-structure coupling in a rectangular tank, VI International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, 18 - 20 May 2015, Venice, Italy

A. Brandely, J.-S. Schotté, E. Lefrançois, B. Hagège, R. Ohayon, Simulation of the dynamic response of a sloshing liquid to horizontal movements of the tank, ASME, Pressure Vessels & Piping Conference PVP2014, July 20-24, Anaheim, California, USA, 2014

M. Song, E. Lefrançois, M. Rachik, Numerical simulation using fluid-structure coupling method applied to an undulating membrane pump, ACEX 2012, Istanbul Turquie, 1-4 July

N. Michoux, D. Rommel, E. Lefrançois, A numerical advection-diffusion model to fit dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) data,    ISMRM2011, Montréal, Québec, Canada, 11 mai 2011

N. Alderf, E. Lefrançois, Ph. Sergent, P. Debaillon, Numerical prediction of ship squat by taking into account transient effects, SimHydro 2010 conference, Session 4: Hydrodynamics, 2-4 June 2010, Sophia Antipolis

E. Lefrançois, Aeroelasticity predictions in launcher engine: side-loads and rigid body motions, 18th International Shock Interaction Symposium, July 15-18, 2008, Rouen (FR)

S. Rihana, E. Lefrançois, C. Marque, A two dimension model of the uterine electrical wave propagation
    29th IEEE EMBS Annual International Conference, Cité internationale, Lyon (FR), August 23-26 2007

J.P. Boufflet, E. Lefrançois, Schur complement and direct solver applied on a simple domain : trend and behavior of a monolevel strategy, 4th international workshop on Parallel Matrix Algorithms and Applications, IRISA, Rennes, 7-9 septembre 2006 

D. Pham Van Bang, E. Lefrançois, G. Ovarlez, F. Bertrand, MRI experimental and 1D FE-FCT numerical investigation of the sedimentation and consolidation, 7th International Conference on Hydroinformatics,Nice - France, 4-8 September 2006

A.S. Mouronval, A. Hadjadj, E. Lefrançois, Aeroelasticity and side-loads analysis in rocket nozzles, 6th International Symposium on launcher technologies. Munchen, 8-11 November 2005, Germany

G. Gabard, E. Lefrançois & M. Ben Tahar, Aeroacoustic noise source simulations based on Galbrun's equation,  10th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference,10-12 may 2004, Manchester - UK

P. Debaillon, G. Dhatt, E. Lefrançois, P. Sergent, Numerical Modelling of Ship Squat in shallow restricted water, 2nd Squat-Workshop 2004, Elsfleth/Oldenburg - Allemagne, 3-4 Mars 2004

I. Freson, G. Dhatt, E. Lefrançois, J. L'Her, P. Sergent, Finite element model of dredged material dumped into sea / comparison with Flume experiments, 3rd IAHR Symposium on RCEM,    1-5 septembre 2003, Barcelone (Espagne)

E. Lefrançois - Conférencier invité, Numerical Validation of a Stability Model for a Flexible Overexpanded Rocket Nozzle   50th annual general meeting & conference of Canadian Aeronautics and Space Institute (CASI) - 9th Aerodynamics Symposium - April 28-30th, 2003, Montréal Canada

E. Lefrançois, G. Dhatt & D. Vandromme, Numerical Study for Fluid-Structural Interactions,   Tenth International Conference on Finite Elements in Fluids, 5-8 Janvier 1998, Tucson(Arizona) USA.

A. Hadjadj, E. Lefrançois, E. Kessy, D. Vandromme & G. Dhatt , Fluid-Structural Interactions on Parallel Computer Parallel CFD '96, Implementations and Results Using Parallel Computers, 20-23 Mai 1996, Capri, Italie 

National conferences

A. Brandely, E. Lefrançois, CFM2015, Lyon, 24-28/08/15, Etude de l'effet de la masse ajoutée pour garantir la convergence d'un problème de sloshing dans un réservoir partiellement rempli.

M. Song, E. Lefrançois, M. Rachik, 11ème Colloque National en Calcul des Structures (Giens, juin 2013), Interaction fluide-structure par une approche partitionnée étendueaux fluides lourds : application au cas d'une pompe à membrane ondulante.

E. Lefrançois, CFM2011, Génération de charges latérales résultant du mouvement de corps rigide d'un moteur-fusée en régime  sur-détendu, Besançon, 28/08-2/09 2011

S. Gonzalez, E. Perrey-Debain, E. Lefrançois, R. Maréchal, Calcul Aéroacoustique en conduit par méthode intégrale, CFM2011, Besançon, 28/08-2/09 2011

N. Alderf, E. Lefrançois, Ph. Sergent, P. Debaillon, Analyse de la réponse dynamique d’un navire pour la modélisation numérique du squat dans un canal CFM2009, Marseille, 24-28 Août 2009

N. Alderf, E. Lefrançois, Ph. Sergent, P. Debaillon, Simulation numérique du phénomène de squat avec un modèle de couplage  10ème Journées Nationales Génie-Côtier, Génie Civil, Sophia Antipolis, 14-16 Octobre 2008

I. Farout-Fréson, Ph. Sergent, E. Lefrançois, G. Dhatt, Modèle numérique de clapage - phase de chute 9ème Journées Nationales Génie-Côtier, Génie Civil, Brest, Septembre 2006

D. Pham Van Bang, E. Lefrançois, Ph. Sergent, F. Bertrand, Approche expérimentale par IRM et modélisation de la sédimentation et de la consolidation de la vase 9ème Journées Nationales Génie-Côtier, Génie Civil, Brest, Septembre 2006

P. Debaillon, E. Lefrançois, P. Sergent, G. Dhatt, Modélisation du surenfoncement des navires 7ème Colloque National en Calcul des Structure, 17-20 mai 2005 - Giens (Var)

I. Freson, E. Lefrançois, P. Sergent, G. Dhatt, Modèle numérique bi espèce 2D pour les écoulements à densité variable fluide-particules : application au clapage 10èmes journées de l'hydrodynamique à l'école centrale de Nantes, 7-8-9 mars 2005, Nantes

P. Debaillon, P. Sergent, E. Lefrançois, G. Dhatt, Modélisation numérique du surenfoncement des bateaux 10èmes journées de l'hydrodynamique à l'école centrale de Nantes, 7-8-9 mars 2005, Nantes

E. Lefrançois, J.P. Boufflet & S. Bigot, Application des techniques de calcul distribué à un code de calcul de houle aléatoire (sur plateforme PILCAD)  VIIIème Journées Nationales en Génie côtier, Génie civil, 7-9 septembre 2004, Compiègne

E. Lefrançois, Etude numérique de l'influence d'un choc sur une tuyère flexible sur-étendue  6ème Colloque National  en Calcul des Structures, 18-23 mai 2003, Giens (Var)

G. Gabard, E. Lefrançois & M. Ben Tahar, Modèle numérique de couplage aéroacoustique appliqué à l'équation de Galbrun 6ème Colloque National  en Calcul des Structures, 18-23 mai 2003, Giens (Var)