Abstract The simulation of accidental transient sequences in the nuclear industry requires, even at a global scale, for local geometric details to be taken into account. Multi-model approaches allow the integration of such details without modifying the global scale modelling (techniques also known as numerical zooms). In the current paper, we propose two new multi-model approaches for transient fluid dynamics described by the Euler equations. This is done with the additional purpose of developing multi-model approaches for Fluid Structure Interaction (FSI) phenomenons so that a hybrid Finite Element/Finite volume discretization is used for the fluid. Both proposed multi-model approaches use the Arlequin framework for the treatment of the momentum equation while the other two equations are treated by either the Chimera method or the Arlequin method. As explicit time integrators are used, a stability study is completed and guidelines are given in order to guarantee a feasible time step. In particular, the choice of the Arlequin weight functions should be defined carefully. Spurious effects are observed and their origin explained. An approach to efficiently handle them is proposed. Two convergence studies validate the proposed approaches and present similar, if not better, convergence properties than for the Chimera method, currently the reference in the literature. Thus, these two approaches should be considered for transient fluid dynamics applications.

中文翻译：

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用于具有显式时间积分的快速瞬态、面向 FSI 的流体动力学的多模型 Arlequin 方法

摘要 核工业中意外瞬态序列的模拟，即使在全球范围内，也需要考虑局部几何细节。多模型方法允许在不修改全局尺度建模的情况下集成这些细节（技术也称为数值缩放）。在当前的论文中，我们提出了两种新的多模型方法，用于由欧拉方程描述的瞬态流体动力学。这样做的另一个目的是为流体结构相互作用 (FSI) 现象开发多模型方法，以便对流体使用混合有限元/有限体积离散化。两种提出的多模型方法都使用 Arlequin 框架来处理动量方程，而其他两个方程则由 Chimera 方法或 Arlequin 方法处理。由于使用了显式时间积分器，因此完成了稳定性研究并给出了指导方针，以保证可行的时间步长。特别是，应仔细定义 Arlequin 权重函数的选择。观察到了虚假效应并解释了它们的起源。提出了一种有效处理它们的方法。两项收敛性研究验证了所提出的方法，并呈现出与 Chimera 方法类似（如果不是更好）的收敛特性，目前文献中的参考文献。因此，对于瞬态流体动力学应用，应考虑这两种方法。观察到了虚假效应并解释了它们的起源。提出了一种有效处理它们的方法。两项收敛性研究验证了所提出的方法，并呈现出与 Chimera 方法类似（如果不是更好）的收敛特性，目前文献中的参考文献。因此，对于瞬态流体动力学应用，应考虑这两种方法。观察到了虚假效应并解释了它们的起源。提出了一种有效处理它们的方法。两项收敛性研究验证了所提出的方法，并呈现出与 Chimera 方法类似（如果不是更好）的收敛特性，目前文献中的参考文献。因此，对于瞬态流体动力学应用，应考虑这两种方法。