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Vibrations induites par les fluides en mouvement
Méthodes de modélisation et de résolution numérique
Simulation de scenarii accidentels
Exemples d’applications : tenue des structures au vent, dans les circuits industriels,…
Les interactions entre les mouvements d’une structure et d’un fluide sont à l’origine de phénomènes dynamiques (vibratoires ou transitoires) dont la maîtrise est indispensable pour résoudre bon nombre de problèmes pratiques posés lors de la conception et de l’exploitation d’installations ou de composants industriels. La plupart de ces phénomènes ont fait l’objet de modélisations spécifiques très souvent basées sur des résultats expérimentaux.
Mais des difficultés parfois très gênantes liées à l’interaction fluide-structure sont apparues, non prévues par les modèles. Le problème de la prédiction se pose donc de façon aiguë dans ce domaine. Actuellement des progrès significatifs apparaissent du fait de l’augmentation de la puissance des ordinateurs et des performances des méthodes numériques de calcul des écoulements.

1. Présenter la formulation et la physique de l’interaction fluide-structure en montrant ses différents aspects, leurs liaisons et les paramètres qui les caractérisent
2. Décrire les méthodes expérimentales qui gardent une grande importance ne serait-ce que pour la validation des modèles de calcul
3. Faire le point sur les différentes méthodes numériques utilisées et en particulier sur celles qui impliquent un véritable calcul des écoulements
4. Donner quelques exemples d’application industrielle.

Formulation et physique de l’interaction fluide-structure

1. Petits mouvements couplés de la structure et du fluide. Formulation pour un fluide parfait. Notion de masse ajoutée. Effet de la viscosité
2. Problèmes vibratoires nécessitant la prise en compte de grands mouvements (hors écoulements)
3. Effets de lames minces
4. Flambage de coque en présence de fluide
5. Petits mouvements des structures en présence d’un écoulement : instabilités fluidélastiques en écoulement interne et externe. Excitation par la turbulence
6. Grands mouvements couplés du fluide et de la structure
7. Maquettes. Similitude. Techniques de mesure. Ajustement et validation de modèles
8. Aspects expérimentaux - Exemples

Méthodes numériques en modélisation linéaire

1. Technique par éléments finis
2. Technique par équations intégrales
3. Méthodes d’homogénéisation

Méthodes numériques en dynamique rapide - Méthode ALE

1. Dynamique rapide : méthode ALE, méthode particulaire
2. Interaction vibration-écoulement : méthode ALE, méthode de «transpiration»,…
3. Simulation de scenarii accidentels

Méthodes numériques en interaction vibration – écoulement

Application aux vibrations des tabliers de ponts sous le vent

Application à la tenue sismique des cœurs de réacteurs nucléaires et des réservoirs

Application aux vibrations sous écoulement des faisceaux de tubes d’échangeurs