n° 436 Couplages de codes de calcul scientifique pour l’étude des interactions fluide structure en présence d’écoulements

Elisabeth Longatte
EDF R&D
L’appréhension de la complexité de certains phénomènes couplés multi-physiques constitue un défi à relever. La voie du couplage de codes qui consiste à faire communiquer entre eux des outils mono-disciplinaires semble prometteuse. Effectuer un calcul couplé revient à faire communiquer les deux milieux à travers une ou plusieurs interfaces communes. Le mécanisme d’un calcul couplé dynamique instationnaire est décrit puis illustré au travers de quelques exemples.
communication programmée pour mercredi après midi 15H40 salle P

n° 437 Couplage de codes appliqué à la simulation de l’accrochage

Elisabeth Longatte Marie Pomarede Jean-François Sigrist
EDF R&D
La présente étude est consacrée à la simulation des oscillations transverses d’un cylindre rigide, non amorti, monté sur supports élastiques et soumis à un écoulement à faible nombre de Reynolds. Des calculs couplés fluide structure basés sur une procédure de couplage de codes sont réalisés pour caractériser le comportement du cylindre au voisinage de l’accrochage et les résultats des simulations sont comparés à des données de la littérature obtenues dans des configurations similaires.
communication programmée pour mercredi après midi 16H00 salle P

n° 1203 Simulation du comportement d’un transformateur soumis à une onde de pression interne

Margareta Petrovan Boiarciuc Benjamin Landis Ryan Brady Sébastien Muller Guillaume Periguaud
SERGI Holding
Pour comprendre les phénomènes amenant à la rupture des cuves de transformateurs de puissance suite à un arc électrique dans le fluide caloriporteur, un outil de simulation est proposé. Il repose sur le couplage entre un code fluide 3D pour gérer la propagation des ondes de pression dans le milieu diphasique compressible, et le code structure Code_ASTER. Cette stratégie permet d’évaluer la tenue mécanique du transformateur à la surpression due à l’arc et d’étudier les moyens éventuels de protection.
communication programmée pour mercredi après midi 16H20 salle P

n° 1366 Interaction Fluide-Structure pour les corps élancés

Michel Visonneau Guillaume De Nayer Alban Leroyer Frédéric Boyer
Laboratoire de Mecanique des Fluides
Cet article présente le couplage du solveur fluide ISIS-CFD du LMF et d’un solveur structure de type poutre appliqué à des problèmes 3D complexes d’interaction fluide-structure des corps élancés en grand déplacement, comme les risers. Le couplage temporel s’appuie sur un algorithme itératif. Un soin tout particulier a été porté au couplage spatial, en particulier au processus de déformation de maillage. Afin de valider le code IFS, le cas-test 2D d’Hübner a été traité.
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n° 486 Simulation de l'interaction fluide - structure dans un faisceau de tubes à nombre de Reynolds élevé

Guillaume Barbut Thibaud Marcel Braza Marianna Harran Gilles Longatte Elisabeth Baj Franck Jean-Paul Magnau
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
L'interaction fluide-structure dans un faisceau de tubes est analysée par les approches de modélisation de la turbulence OES (Organised Eddy Simulation) et DES (Detached Eddy Simulation). Les origines d'apparition des instabilités de flottement fluide-elastique sont étudiées. Les contributions du mouvement de la structure et de la turbulence dans cette interaction sont quantifiées.
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n° 46 Etude numérique d'une interaction choc-choc de type IV et IVr dans un écoulement en nonéquilibre thermochimique

Ghislain Tchuen David Zeitoun
IUT-FV de Bandjoun, Université de Dschang CAMEROUN
Cette étude est consacrée à la modélisation et à la simulation numérique des interactions de type IV et de type IVr, interactions généralement associées aux pressions et flux de chaleur les plus importants. La résolution des équations de Navier Stokes permet de prévoir numériquement la structure de l écoulement. Les oscillations de pression stationnaire le long de la surface sont souillées par les effets de gaz réel et tendent à disparaître.
communication programmée pour jeudi matin 10H00 salle P

n° 939 Un modèle élasto-dynamique pour l’étude de la dynamique de coques immergées assujetties à une onde de choc de faible intensité

Cédric Leblond Serguei Iakovlev Jean-François Sigrist
LEPTIAB, Université de la Rochelle
La dynamique transitoire de coques circulaires vides ou contenant un fluide, immergées dans un milieu fluide infini et assujetties à une onde de choc externe, est considérée ici. Un modèle élasto-dynamique est développé. L’approche est semi-analytique, et basée sur la transformation de Laplace en temps et des séries de Fourier associées à la méthode de séparation des variables en espace.
communication programmée pour jeudi matin 10H20 salle P

n° 210 Étude de sensibilité d’une méthode d’interfaçage 1D-3D numérique

Adel Mustapha Benselama Mame Jean-Pierre William-Louis François Monnoyer
Laboratoire de Mécanique Energétique
Pour gagner en faisabilité, plusieurs modèles de calculs, dont la simulation des explosions, combinent des méthodes uni et tridimensionnelles. La solution du calcul unidimensionnel est la condition initiale du calcul tridimensionnel. Pour être exploitée, cette solution doit être transférée de manière convenable au maillage tridimensionnel. Plusieurs techniques d’interfaçage 1D-3D sont présentées et testées ici. Une étude de sensibilité est proposée pour déterminer la technique la plus appropriée. Précision, conservation des directions privilégiées et sensibilité au maillage sont plus particulièrement examinées.
communication programmée pour jeudi matin 10H40 salle P

n° 309 Etude de l’interaction enter deux éoliennes par un modèle hybride basé sur le concept de disque actif.

Munif Jourieh Fawaz Massouh Ivan Dobrev Patrick Kuszla Bassem Maalouf
ENSAM
L’interaction entre les machines d’un parc éolien est le problème le plus important à prendre en compte dans la préparation de la construction du parc. Grâce aux progrès important de la simulation numérique, l’étude de l’interaction est réalisable. Par contre, il est très difficile de simuler la géométrie réelle de plus d’une éolienne en même temps. Pour cette raison il est indispensable d’utiliser un modèle hybride beaucoup plus simple et capable de bien représenter une éolienne. Dans cette optique un modèle hybride basé sur le concept du disque actif est proposé et utilisé pour étudier le développement du sillage éolien et l’interaction entre des éoliennes voisines. L’étude présentée de l’interaction commence par le cas de deux machines puis par une série de plusieurs machines alignées parallèlement au vent. Deux paramètres sont testés, la distance entre les machines et la vitesse du vent. La simulation numérique montre que la perte relative d’énergie subie par une machine placée dans le sillage d’une autre diminue au fur et à mesure de l’augmentation de la distance entre les machines et aussi avec l’augmentation de la vitesse du vent à l’infini amont. Dans tous les cas étudiés, les données utilisées pour la simulation sont prises à partir de l’éolienne bien connue NREL phase II équipée du profil de pale S809.
communication programmée pour jeudi matin 11H20 salle P

n° 1367 Fluid structure interaction of a parked wind turbine airfoil

Ouahiba Guerri
Centre de Développement des Energies Renouvelables
Le problème des vibrations des pales d’éoliennes provoquées par les fluides est étudié en Interaction Fluide Structure avec une méthode de couplage fort. Une technique simple est implémentée dans une subroutine pour le couplage du code CFD avec un programme de calcul dynamique pour déterminer la réponse de la structure et actualiser le maillage fluide à chaque pas de temps. L’étude est appliquée à un profil d’aile en oscillation combinée en torsion et battements.
communication programmée pour jeudi matin 11H40 salle P

n° 601 Etude numérique et expérimentale du comportement hydroélastique d'un hydrofoil dans un écoulement cavitant

Mustapha Benaouicha Antoine Ducoin Sobhi Frikha Jacques-Andre Astolfi Hugues Debecdelievre
Institut de Recherche de l'Ecole Navale
Ce travail concerne une étude préliminaire relative à la modélisation numérique d'une structure déformable immergée dans un écoulement cavitant instationnaire. Un hydrofoil de type NACA66012 est considéré. Le calcul de la dynamique du fluide est basé sur un code volume finis 2D avec modèle de cavitation 1-fluide. Le calcul de la dynamique de la structure 3D, est réalisé avec le code éléments finis CASTEM. Le couplage est réalisé simplement par l'interpolation des efforts de pression aux noeuds de la structure calculés au préalables sur une section 2D de la structure rigide. Les résultats obtenus sont comparés à des résultats expérimentaux obtenus dans le tunnel hydrodynamique de l'Ecole Navale.
communication programmée pour jeudi matin 12H00 salle P

n° 889 Bruit généré par l'interaction entre un écoulement de couche limite et une structure déformable

Marie-Laure Gobert Uwe Ehrenstein Jacques André Astolfi Patrick Bot
Institut de Recherche de l'Ecole Navale, IRENav EA3634
L'interaction entre un écoulement de couche limite hautement instable et une paroi élastique encastrée est étudiée numériquement par simulation directe. Les niveaux de vibrations et leur rétroaction sur les instabilités de l'écoulement sont analysés en fonction des caractéristiques de la paroi. Le bruit rayonné par les fluctuations de vitesse dans la couche limite est estimé dans le cadre de l'analogie de Lighthill, par traitement spectral à partir des données de simulation.
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n° 464 Modélisation d'ordre réduit de l'écoulement transsonique autour d'une aile déformable

Rémi Bourguet Marianna Braza Alain Dervieux Alain Sévrain
Massachusetts Institute of Technology
Un modèle d'ordre réduit d'écoulements transsoniques autour d'une aile est obtenu par projection de Galerkin des équations de Navier-Stokes pour les écoulements compressibles sur une base de dimension réduite déterminée par décomposition orthogonale aux valeurs propres. Une méthode est proposée pour inclure explicitement une déformation de l'aile dans le modèle réduit. Sa robustesse vis-à-vis d'une telle modification est analysée dans la perspective de son utilisation en optimisation de forme.
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n° 190 Modèle réduit par couplage POD-fonction caractéristique en interaction fluide structure

Erwan Liberge Aziz Hamdouni
LEPTIAB
Une amélioration de la méthode de réduction de modèle en interaction fluide structure par POD, présentée au CFM 2007, utilisant la décomposition sur base POD de la fonction caractéristique et permettant ainsi d'obtenir un système algébrique sera presentée, ainsi qu'une méthode POD-décomposition de domaines.
communication programmée pour jeudi après midi 14H20 salle P

n° 373 Modélisation asymptotique et analyse numérique d'un couplage fluide-structure

Cécile Poutous Robert Luce
CReA 10.401
On étudie les déformations et contraintes d'une structure gonflée précontrainte soumise à des perturbations extérieures. La modélisation se fait en élasticité linéaire 3D. L'analyse asymptotique conduit à un modèle asymptotique 2D, bien posé pour certaines forces extérieures. On établit la convergence forte des valeurs moyennes des solutions 3D vers la solution 2D. L'analyse numérique du modèle asymptotique confirme que les estimations d'erreur a priori sont dans la norme de l'énergie.
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n° 481 Modèle et expérimentation de l'effet de protection arrière sur les vibrations de tableau

Jean-Michel Génevaux
Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine
Différents types de protections arrières sont utilisés pour limiter les vibrations des tableaux lors du déplacement de ces oeuvres entre musées. Dans le cas pour d'une protection arrière rigide, cette communication confronte un modèle à des mesures et permet de quantifier les effets de rigidité, masse et ammortissements ajoutés. Une optimisation de la protection arrière est alors permise.
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n° 793 Couplage écoulement - structure pour simuler la stabilité des digues en enrochement

Sami Kaidi Abdellatif Ouahsine Mohamed Rouainia François Hissel
Laboratoire Roberval
Un couplage fluide-structure est proposé pour étudier la stabilité des digues en enrochement sous les effets hydrodynamiques de la houle et des courants. Un code en éléments finis de Navier-Stokes pour le calcul fluide est alors couplé à un code pour le calcul solide basé sur la méthode de l’Analyse de Déformation Discontinue (DDA). Le but est de simuler les actions hydrodynamiques sur les digues, en tenant compte de la nature de contact entre les blocs constituants la digue et de leur forme.
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n° 1078 Une méthode statistique pour l'étude de l'interaction fluide-particules

Mustapha Benaouicha Andrew Parry
Institut de Recherche de l'Ecole Navale
Dans ce travail, l'interaction fluide-particules est étudiée. Le fluide agit sur les particules, supposées sphériques et solides, par la force hydrodynamique Ff. En même temps, l'écoulement est localement modifié suite au déplacement des particules, par l'intermédiaire d'un terme source volumique Fp dans l'équation de Navier-Stokes. Les projections du champ de vitesse Eulérien sur les particules et du terme source dû aux particules sur les noeuds fluide, sont réalisées en utilisant une idée issue de la méthode des éléments finis. Dans tout ce qui suit, chaque particule "de calcul" est supposée représenter le même nombre fixe np de particules "physiques". Afin d'améliorer cette méthode, une approche statistique de détermination de npi (variable dans le temps et d'une particule à l'autre) relatif à la ième particule de calcul est présentée. Cette approche se base sur la modélisation par une Gaussienne de la distribution des particules physiques représentées par chaque particule de calcul. Un résultat préliminaire de cette méthode est présenté.
communication programmée pour jeudi après midi 16H00 salle P