INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE DANS LES CONDUITES SOUPLES

INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE DANS LES CONDUITES SOUPLES

Author: GILLES.. FAVIERE

Publisher:

Published: 1996

Total Pages: 216

ISBN-13:

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DANS CE TRAVAIL EST ANALYSE LE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE POUR LE CAS DE L'ECOULEMENT PULSE D'UN LIQUIDE CONFINE DANS UN TUBE SOUPLE. LA PREMIERE ETUDE QUI EST PROPOSEE S'APPARENTE A CELLE DE LA PROPAGATION UNIDIRECTIONNELLE D'ONDES HARMONIQUES DANS UN MILIEU SEMI-INFINI. CETTE ETUDE EST REALISEE ANALYTIQUEMENT EN PRENANT LES HYPOTHESES D'UN FLUIDE PARFAIT, PUIS VISQUEUX, ET D'UNE COQUE CONSIDEREE EN FLEXION, DECRITE PAR LA THEORIE CLASSIQUE, PUIS PAR LA THEORIE DE MINDLIN-REISSNER. CES THEORIES, APPLIQUEES DANS UN CADRE LINEAIRE, ONT ETE VALIDEES PAR L'EXPERIENCE GRACE A L'UTILISATION DE LONGS TUBES MINCES POSSEDANT UN FORT CARACTERE AMORTISSANT. LES PHENOMENES DE DISPERSION ET DE DISSIPATION OBSERVES ONT PERMIS D'OBTENIR, GRACE A LA MODELISATION, LES CARACTERISTIQUES RHEOLOGIQUES DU MATERIAU. LA PROPAGATION D'ONDES UNIDIRECTIONNELLES N'EST, EN THEORIE, RIGOUREUSEMENT POSSIBLE QUE DANS UN MILIEU ILLIMITE. DES LORS QUE L'ESPACE EST DE DIMENSION FINIE, L'ONDE HARMONIQUE SE REFLECHIT AUX DEUX EXTREMITES ET PRODUIT DES ONDES STATIONNAIRES. L'OBJECTIF EST ALORS DE CALCULER L'IMPEDANCE MECANIQUE COMPLEXE DU SYSTEME COUPLE EN PRENANT LES HYPOTHESES D'UN TUBE RECTILIGNE SOUPLE A COMPORTEMENT VISCOELASTIQUE, EMPLI D'UN FLUIDE VISQUEUX ET COMPRESSIBLE. CETTE IMPEDANCE, PERMETTANT DE DECRIRE LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DE L'ENSEMBLE, EST CALCULEE POUR DES CONDITIONS LIMITES QUELCONQUES. CELLES-CI PEUVENT PORTER SUR LES DEPLACEMENTS DU TUBE OU DU FLUIDE, SUR LES EFFORTS A LA PAROI ET SUR LE CHAMP DE PRESSION EN ENTREE ET EN SORTIE. UNE PREMIERE PHASE DE VALIDATION A MONTRE LA CORRESPONDANCE AVEC L'ETUDE D'ONDES PROGRESSIVES REALISEE PAR LA THEORIE DE WOMERSLEY, EN TUBE RIGIDE, ET PAR LE MODELE ELABORE, EN TUBE ELASTIQUE. UNE PHASE EXPERIMENTALE, APPLIQUEE A DES TUBES COURTS EMPLIS D'EAU, A MIS EN EVIDENCE LA CORRELATION ENTRE L'EXPERIENCE ET LA PREDICTION NUMERIQUE. LE CALCUL NUMERIQUE, EFFECTUE SANS AUCUN RECALAGE DE PARAMETRES, A UTILISE LES GRANDEURS RHEOLOGIQUES DES TUBES DETERMINEES PAR LA PREMIERE EXPERIENCE EN ONDES PROGRESSIVES. AINSI, LE MODELE ELABORE A PERMIS D'OBTENIR UNE DESCRIPTION REALISTE DU PHENOMENE DE COUPLAGE FLUIDE-STUCTURE, POUR TOUT CONFINEMENT AXISYMETRIQUE A COMPORTEMENT LINEAIRE, ET POUR UN FLUIDE VISQUEUX COMPRESSIBLE.


Couplage de codes en interaction fluide-structure et applications aux instabilités fluide-élastiques

Couplage de codes en interaction fluide-structure et applications aux instabilités fluide-élastiques

Author: Fabien Huvelin

Publisher:

Published: 2008

Total Pages: 126

ISBN-13:

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La thèse porte sur le développement d'un couplage entre un code de mécanique des fluides et un de code mécanique des structures afin de modéliser le départ en instabilité d'une structure soumise à un chargement fluide-élastique. Dans un premier temps, la méthodologie de couplage est présentée. Celle-ci englobe les modèles de couplage permettant de résoudre le décalage lié à une résolution partitionnée des équations fluide et structure, les méthodes de déformation de maillage afin de permettre aux deux milieux de rester en contact et les méthodes de projections afin de transférer les données d'un domaine à l'autre. Dans un second temps, une étude semi-analytique est menée sur les schémas de couplage partitionnés. Le cas de deux cylindres vibrant dans un fluide parfait au repos est étudié pour lequel une solution analytique en termes de conservation de l'énergie est connue. Ce cas permet de tester un ensemble de schémas et de vérifier leur bon comportement quant à la conservation de l'énergie du domaine étudié. Il permet également de quantifier l'erreur liée au code de calcul. Dans un troisième temps, une étude sur l'instabilité d'une structure flexible soumise à un écoulement interne est menée. Elle démontre que la structure part en instabilité à partir d'une certaine vitesse d'écoulement. Ce cas est repris afin d'introduire une méthode d'incertitude. Le but est de montrer la possibilité d'utiliser la méthode du chaos polynomial afin d'étudier une probabilité de dépassement de seuil (le départ en instabilité de la structure) lorsqu'une variable en entrée est incertaine. Dans un dernier temps, une étude sur les faisceaux de tubes est menée. Des études sont menées avec un unique tube mobile ou un ensemble de tubes mobiles. Des simulations sont réalisées avec un fluide au repos afin de comparer les résultats à des données analytiques et numériques. Puis des simulations sous écoulements sont réalisées afin de montrer afin de mettre en évidence le départ en instabilité des structures qui varie selon le nombre de tubes mobiles.


Fluid-Structure Interaction

Fluid-Structure Interaction

Author: Jean-François Sigrist

Publisher: John Wiley & Sons

Published: 2015-08-19

Total Pages: 304

ISBN-13: 1118927745

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Fluid-Structure Interaction: An Introduction to FiniteElement Coupling fulfils the need for an introductive approachto the general concepts of Finite and Boundary Element Methods forFSI, from the mathematical formulation to the physicalinterpretation of numerical simulations. Based on theauthor’s experience in developing numerical codes forindustrial applications in shipbuilding and in teaching FSI to bothpracticing engineers and within academia, it provides acomprehensive and self–contained guide that is geared towardboth students and practitioners of mechanical engineering. Composedof six chapters, Fluid–Structure Interaction: An Introduction to FiniteElement Coupling progresses logically from formulations andapplications involving structure and fluid dynamics, fluid andstructure interactions and opens to reduced order-modelling forvibro-acoustic coupling. The author describes simple yetfundamental illustrative examples in detail, using analyticaland/or semi–analytical formulation & designed both toillustrate each numerical method and also to highlight a physicalaspect of FSI. All proposed examples are simple enough to becomputed by the reader using standard computational tools such asMATLAB, making the book a unique tool for self–learning andunderstanding the basics of the techniques for FSI, or can serve asverification and validation test cases of industrial FEM/BEM codesrendering the book valuable for code verification and validationpurposes.


Couplage fluide-structure pour la simulation numérique des écoulements fluides dans une conduite à parois rigides ou élastiques, en présence d'obstacles ou non

Couplage fluide-structure pour la simulation numérique des écoulements fluides dans une conduite à parois rigides ou élastiques, en présence d'obstacles ou non

Author: Lahcen Ait Moudid

Publisher:

Published: 2007

Total Pages: 118

ISBN-13:

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La simulation numérique de l'interaction fluide-structure par la méthode des éléments finis a été étudiée dans le cadre des équations de Navier-Stokes pour un fluide visqueux newtonien incompressible en interaction avec un solide élastique. La formulation arbitrairement lagrangienne-eulerienne (ALE) est envisagée au niveau du fluide pour mieux suivre le mouvement de la structure décrite par une formulation lagrangienne. La mobilité des géométries de chaque domaine est construite par déformation du maillage. On évalue ensuite l'efficacité de la méthode ALE pour différentes applications lorsque le mouvement de la structure est prescrit. Nous décrivons ainsi l'algorithmique nécessaire dans cette optique. Pour résoudre l'interaction, on se base sur un cas particulier. La géométrie simplifiée d'un solide immergé dans un canal est étudiée pour tester les possibilités et les limitations liées à l'algorithme mis en oeuvre pour ce type de problème d'écoulement stationnaire ou instationnaire.


Interactions fluide-structure et incertitudes

Interactions fluide-structure et incertitudes

Author: Abdelkhalak El Hami

Publisher: ISTE Group

Published: 2017-09-01

Total Pages: 269

ISBN-13: 1784052809

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La série Fiabilité des systèmes multiphysiques s’intéresse aux avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines de l’optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes des systèmes. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, du génie civil ou de la défense. L’« interaction fluide-structure » regroupe l'étude de tous les phénomènes présentant le couplage du mouvement d'une structure avec celui d'un fluide. La gamme des phénomènes étudiés est très étendue, allant de l'étude de cylindres ou structures vibrants dans des écoulements à des phénomènes de surface libre dans des réservoirs. Cet ouvrage présente les différents aspects de l’interaction fluidestructure (vibroacoustique et aérodynamique) ainsi que les différentes méthodes utilisées afin de réaliser des simulations numériques. S’appuyant sur deux logiciels, Ansys pour le calcul des structures et Fluent pour le calcul des fluides, il traite de la réduction du modèle couplé fluide-structure et de ses incertitudes, ainsi que de l’aspect optimisation couplée à la fiabilité (RBDO). Accompagné d’exemples détaillés, Interactions fluide-structure et incertitudes présente les outils récents de conception les plus performants. Il s’adresse aux étudiants et élèves ingénieurs et constitue un support précieux pour les ingénieurs en activité et les enseignantschercheurs.


Fluid-Structure Interactions and Uncertainties

Fluid-Structure Interactions and Uncertainties

Author: Abdelkhalak El Hami

Publisher: John Wiley & Sons

Published: 2017-02-08

Total Pages: 290

ISBN-13: 1119388929

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This book is dedicated to the general study of fluid structure interaction with consideration of uncertainties. The fluid-structure interaction is the study of the behavior of a solid in contact with a fluid, the response can be strongly affected by the action of the fluid. These phenomena are common and are sometimes the cause of the operation of certain systems, or otherwise manifest malfunction. The vibrations affect the integrity of structures and must be predicted to prevent accelerated wear of the system by material fatigue or even its destruction when the vibrations exceed a certain threshold.


Fluid-structure Interactions

Fluid-structure Interactions

Author: Thomas Richter

Publisher: Springer

Published: 2017-08-26

Total Pages: 452

ISBN-13: 3319639706

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This book starts by introducing the fundamental concepts of mathematical continuum mechanics for fluids and solids and their coupling. Special attention is given to the derivation of variational formulations for the subproblems describing fluid- and solid-mechanics as well as the coupled fluid-structure interaction problem. Two monolithic formulations for fluid-structure interactions are described in detail: the well-established ALE formulation and the modern Fully Eulerian formulation, which can effectively deal with problems featuring large deformation and contact. Further, the book provides details on state-of-the-art discretization schemes for fluid- and solid-mechanics and considers the special needs of coupled problems with interface-tracking and interface-capturing techniques. Lastly, advanced topics like goal-oriented error estimation, multigrid solution and gradient-based optimization schemes are discussed in the context of fluid-structure interaction problems.


Fluide structure interaction en écoulement transitoire interne

Fluide structure interaction en écoulement transitoire interne

Author: Noureddine Brahmia

Publisher: Editions Universitaires Europeennes

Published: 2015-09-04

Total Pages: 120

ISBN-13: 9783841671158

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Resume: Le but de cette etude est de montrer l'influence du systeme d'ancrage au niveau des jonctions (coude, vanne, ect ...) sur la valeur de la surpression et du niveau des contraintes correspondantes. L'application des lois de conservation de la masse, de la quantite de mouvement et de l'energie pour un ecoulement transitoire en conduite, nous conduit a un systeme d'equations differentielles aux derivees partielles du type hyperbolique. Ce systeme d'equation prend en compte l'interaction fluide-conduite, le mouvement de la conduite (deformation), ainsi que les vibrations mecaniques au niveau des jonctions (coude, vanne). La contrainte tangentielle de viscosite dans le terme de frottement a ete representee par un modele de brunone [15]. La resolution de ce systeme d'equations se fait par la methode des caracteristiques couplee avec les differences finies. Le modele propose a ete tester par une comparaison avec les resultats de Ahmadi et al [27] valides avec ceux de Heinsbroek. Mots cles: ancrage, coude, Differences Finies, Coup de belier, ecoulement transitoire, methode des caracteristiques, onde de choc, vanne, fluide structure interaction"


Fluid Structure Interaction

Fluid Structure Interaction

Author: Subrata Kumar Chakrabarti

Publisher: Computational Mechanics

Published: 2001

Total Pages: 360

ISBN-13:

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The book contains most of the edited papers presented at the first Intarnational Conference on Fluid Structure Interaction. The proceedings include specialized areas of interaction problems of fluids with structures. The basic mathematical formulations of fluid structure interaction and their numerical modeling have been discussed as well as the physical modeling of the interaction problems.