MODELE NUMERIQUE DE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE AVEC APPLICATION AUX MOTEURS FUSEE PDF Download
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Author: EMMANUEL.. LEFRANCOIS
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Category :
Languages : fr
Pages : 241
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Book Description
CE TRAVAIL DE THESE PORTE SUR LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE NUMERIQUE DE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. UN CODE STRUCTURE Y EST DEVELOPPE AFIN DE POUVOIR PRENDRE EN COMPTE LES NON LINEARITES GEOMETRIQUES INDUITES PAR LES GRANDS DEPLACEMENTS ET GRANDES ROTATIONS. UN ELEMENT DE TYPE POUTRE BIDIMENSIONNELLE ET UN AUTRE DE TYPE COQUE AXISYMETRIQUE Y SONT DEVELOPPES. LE CODE FLUIDE SIMULE QUANT A LUI DES ECOULEMENTS DE FLUIDES PARFAITS, NON VISQUEUX ET COMPRESSIBLES. LA PRISE EN COMPTE DE LA DEFORMATION DE CERTAINES PAROIS EST FAITE PAR L'ADOPTION D'UN MAILLAGE DYNAMIQUE. LE RESPECT D'UNE LOI DE CONSISTANCE GEOMETRIQUE PERMET D'EVITER AINSI TOUTE DISTORSION EXCESSIVE DU MAILLAGE FLUIDE. UNE TECHNIQUE DE CAPTURE DE CHOCS EST DE PLUS ASSOCIEE POUR STABILISER LE SCHEMA. LE CODE FLUIDE EST DEVELOPPE AUSSI BIEN POUR DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS QU'AXISYMETRIQUES. LES DEUX CODES SONT ENSUITE VALIDES AVEC SUCCES SUR DE NOMBREUX CAS-TESTS. UN CAS PARTICULIEREMENT INTERESSANT D'APPLICATION DES MAILLAGES DYNAMIQUES Y EST MENE PAR L'ETUDE DU PHENOMENE DE BOOMING NOISE GENERE PAR L'ENTREE D'UN TRAIN A GRANDE VITESSE DANS UN TUNNEL. LE COUPLAGE DES DEUX CODES S'EFFECTUE PAR LE BIAIS DU CALCUL PARALLELE AVEC L'UTILISATION DES BIBLIOTHEQUES DE CALCUL PVM ET D'UNE ARCHITECTURE DU TYPE MASTER-SLAVES. IL SE BASE SUR UNE ALTERNANCE DES CALCULS FLUIDE ET STRUCTURE AVEC REMISE A JOUR DES DONNEES ENTRE CHAQUE CODE PAR LE BIAIS D'UN MESSAGE PASSING. LE COUPLAGE EST VALIDE PAR LA DETECTION NUMERIQUE DES CONDITIONS CRITIQUES DE FLUTTER. UN CALCUL DE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE EST ENSUITE APPLIQUE AU CAS D'UN MOTEUR FUSEE POUR DIFFERENTES CONFIGURATIONS PHYSIQUES, AMENANT AUSSI BIEN A DES ETATS EN PETITS DEPLACEMENTS QU'EN GRANDS DEPLACEMENTS ET GRANDES ROTATIONS. UNE EXTENSION AUX METHODES DE DEVELOPPEMENT SPECTRAL SELON LA DIRECTION AZIMUTALE EST ENFIN PROPOSEE COMME ETAPE INTERMEDIAIRE AVANT UN DEVELOPPEMENT TRIDIMENSIONNEL.
Author: EMMANUEL.. LEFRANCOIS
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Languages : fr
Pages : 241
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CE TRAVAIL DE THESE PORTE SUR LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE NUMERIQUE DE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. UN CODE STRUCTURE Y EST DEVELOPPE AFIN DE POUVOIR PRENDRE EN COMPTE LES NON LINEARITES GEOMETRIQUES INDUITES PAR LES GRANDS DEPLACEMENTS ET GRANDES ROTATIONS. UN ELEMENT DE TYPE POUTRE BIDIMENSIONNELLE ET UN AUTRE DE TYPE COQUE AXISYMETRIQUE Y SONT DEVELOPPES. LE CODE FLUIDE SIMULE QUANT A LUI DES ECOULEMENTS DE FLUIDES PARFAITS, NON VISQUEUX ET COMPRESSIBLES. LA PRISE EN COMPTE DE LA DEFORMATION DE CERTAINES PAROIS EST FAITE PAR L'ADOPTION D'UN MAILLAGE DYNAMIQUE. LE RESPECT D'UNE LOI DE CONSISTANCE GEOMETRIQUE PERMET D'EVITER AINSI TOUTE DISTORSION EXCESSIVE DU MAILLAGE FLUIDE. UNE TECHNIQUE DE CAPTURE DE CHOCS EST DE PLUS ASSOCIEE POUR STABILISER LE SCHEMA. LE CODE FLUIDE EST DEVELOPPE AUSSI BIEN POUR DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS QU'AXISYMETRIQUES. LES DEUX CODES SONT ENSUITE VALIDES AVEC SUCCES SUR DE NOMBREUX CAS-TESTS. UN CAS PARTICULIEREMENT INTERESSANT D'APPLICATION DES MAILLAGES DYNAMIQUES Y EST MENE PAR L'ETUDE DU PHENOMENE DE BOOMING NOISE GENERE PAR L'ENTREE D'UN TRAIN A GRANDE VITESSE DANS UN TUNNEL. LE COUPLAGE DES DEUX CODES S'EFFECTUE PAR LE BIAIS DU CALCUL PARALLELE AVEC L'UTILISATION DES BIBLIOTHEQUES DE CALCUL PVM ET D'UNE ARCHITECTURE DU TYPE MASTER-SLAVES. IL SE BASE SUR UNE ALTERNANCE DES CALCULS FLUIDE ET STRUCTURE AVEC REMISE A JOUR DES DONNEES ENTRE CHAQUE CODE PAR LE BIAIS D'UN MESSAGE PASSING. LE COUPLAGE EST VALIDE PAR LA DETECTION NUMERIQUE DES CONDITIONS CRITIQUES DE FLUTTER. UN CALCUL DE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE EST ENSUITE APPLIQUE AU CAS D'UN MOTEUR FUSEE POUR DIFFERENTES CONFIGURATIONS PHYSIQUES, AMENANT AUSSI BIEN A DES ETATS EN PETITS DEPLACEMENTS QU'EN GRANDS DEPLACEMENTS ET GRANDES ROTATIONS. UNE EXTENSION AUX METHODES DE DEVELOPPEMENT SPECTRAL SELON LA DIRECTION AZIMUTALE EST ENFIN PROPOSEE COMME ETAPE INTERMEDIAIRE AVANT UN DEVELOPPEMENT TRIDIMENSIONNEL.
Author: Gabi Ben-Dor
Publisher: Springer
ISBN: 331946213X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 746
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Book Description
These proceedings collect the papers presented at the 30th International Symposium on Shock Waves (ISSW30), which was held in Tel-Aviv Israel from July 19 to July 24, 2015. The Symposium was organized by Ortra Ltd. The ISSW30 focused on the state of knowledge of the following areas: Nozzle Flow, Supersonic and Hypersonic Flows with Shocks, Supersonic Jets, Chemical Kinetics, Chemical Reacting Flows, Detonation, Combustion, Ignition, Shock Wave Reflection and Interaction, Shock Wave Interaction with Obstacles, Shock Wave Interaction with Porous Media, Shock Wave Interaction with Granular Media, Shock Wave Interaction with Dusty Media, Plasma, Magnetohyrdrodynamics, Re-entry to Earth Atmosphere, Shock Waves in Rarefied Gases, Shock Waves in Condensed Matter (Solids and Liquids), Shock Waves in Dense Gases, Shock Wave Focusing, Richtmyer-Meshkov Instability, Shock Boundary Layer Interaction, Multiphase Flow, Blast Waves, Facilities, Flow Visualization, and Numerical Methods. The two volumes serve as a reference for the participants of the ISSW30 and anyone interested in these fields.
Author: MOHAMED.. HADDAR
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages :
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LE TRAITEMENT DES PROBLEMES COUPLES (STRUCTURES-FLUIDE) EN PRESENCE DE CHOC FAIT PARTIE DES PROBLEMES COMPLEXES ET RELATIVEMENT RECENTS QUI NECESSITERONT ENCORE DE NOMBREUSES ETUDES DE LA PART DES CHERCHEURS AVANT D'ATTEINDRE UNE SOLUTION SATISFAISANTE. LA RESOLUTION DE CES PROBLEMES PERMETTRAIT DE FAIRE PROGRESSER AUSSI BIEN LA RECHERCHE QUE L'INDUSTRIE ESSENTIELLEMENT DANS DES DOMAINES DIVERSIFIES TEL QUE LES INDUSTRIES AUTOMOBILE ET AERONAUTIQUES. LES RECENTS PROGRES ENREGISTRES DANS LES MOYENS INFORMATIQUES ET LE CALCUL NUMERIQUE (ELEMENTS FINIS, DIFFERENCES FINIES, ...) ONT CONTRIBUE A L'EVOLUTION DE LA MODELISATION DES PROBLEMES COUPLES ET TEMPORELS. DANS CE TRAVAIL DE RECHERCHE, CE TYPE DE PROBLEME COMPLEXE A ETE TRAITE DE FACON APPROFONDIE AFIN DE TENTER DE CONSTRUIRE UN MODELE NUMERIQUE SATISFAISANT. DANS UN TRAVAIL PRELIMINAIRE, NOUS NOUS SOMMES INVESTIS DANS LE DEVELOPPEMENT D'UNE FORME VARIATIONNELLE TOTALE D'UN PROBLEME COUPLE FLUIDE STRUCTURE. ELLE CONJUGUE UNE FORMULATION VARIATIONNELLE DE LA STRUCTURE AVEC UNE FORMULATION VARIATIONNELLE MIXTE PAR EQUATIONS INTEGRALES DU FLUIDE. ENSUITE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE DE CALCUL PERMETTANT LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA REPONSE DYNAMIQUE DES STRUCTURES EN TENANT COMPTE DU FLUIDE ET DES NON-LINEARITES DUES AU CHOC. LES DIVERS CAS TESTS ETUDIES ONT PERMIS DE VALIDER NOS DIFFERENTS ALGORITHMES DE CHOC AINSI QUE LE FORMALISME GLOBAL DU PROBLEME COUPLE. LES RESULTATS NUMERIQUES DES DIFFERENTS EXEMPLES SIMULES ONT ETE CONFRONTES A D'AUTRES SOLUTIONS ANALYTIQUES, NUMERIQUES ET EXPERIMENTALES. NOUS AVONS CONSTATE LA BONNE TENUE DE NOTRE MODELISATION
Author: Julie Devesvre
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Languages : fr
Pages : 121
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Dans les propulseurs de fusée, des instabilités aéroacoustiques et des interactions de type fluide-structure sont à l'origine de fortes oscillations de poussées pouvant déranger la poussée du moteur mais également causer des dommages non négligeables. On trouve dans les moteurs de fusée des protections thermiques de face (PTF) coincées entre les pains de propergol. Leurs déplacements se trouvent être la principale cause des interactions fluide structure (IFS) présentes dans les booster. Dans ce contexte, nous avons développé une approche numérique visant à simuler les problèmes d'IFS. Notre méthode se base sur le couplage de deux codes dissociés : l'écoulement est simulé avec CARBUR tandis que la dynamique des structures déformables est traitée par MARCUS. Une loi de comportement hyperélastique a été implémentée dans CARBUR afin de simuler le mouvement des PTF. Une campagne expérimentale a été menée dans notre laboratoire sur le tube à chocs T80 et en guide de validation du couplage des codes, les résultats numériques et expérimentaux ont été confrontés.
Author: EDGARD.. KESSY
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 160
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CE TRAVAIL CONCERNE L'UTILISATION DU PARALLELISME POUR LA RESOLUTION DE CERTAINS PROBLEMES DE MECANIQUE DES FLUIDES. LA TECHNIQUE DE DECOMPOSITION DE DOMAINE A ETE APPLIQUEE POUR RESOUDRE EN PARALLELE DES PROBLEMES BASES AUSSI BIEN SUR DES SCHEMAS EXPLICITES QU'IMPLICITES. ELLE A MONTRE POUR CE DERNIER CAS LA NECESSITE D'INTRODUIRE UN RETARD AU NIVEAU DE LA PROPAGATION DE L'INFORMATION LORS DE LA GESTION DES INTERFACES ENTRE SOUS-DOMAINES. DEUX EXEMPLES DE PROBLEMES COUPLES ONT ETE RESOLUS EN PARALLELE. LE PREMIER TRAITE UN PROBLEME DE COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE APPLIQUE AU CAS D'UN PROPULSEUR DE MOTEUR FUSEE, LE SECOND EXEMPLE ETANT RELATIF A UN COUPLAGE AERODYNAMIQUE-CHIMIE APLLIQUE A UNE COUCHE DE MELANGE. LA RESOLUTION PARALLELE A ETE FAITE SUR DIFFERENTES ARCHITECTURES MIMD A MEMOIRE DISTRIBUEE, AVEC L'UTILISATION DES BIBLIOTHEQUES DE COMMUNICATION PVM ET MPI.
Author: Abdelkhalak El Hami
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784052809
Category : Fluid-structure interaction
Languages : fr
Pages : 269
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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.
Author: Mengdi Song
Publisher: Presses Academiques Francophones
ISBN: 9783838148953
Category :
Languages : fr
Pages : 148
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Dans ce travail, nous avons etudie la simulation numerique des phenomenes d'interaction fluide-structure (IFS) par la methode des elements finis pour un fluide incompressible et non visqueux en interaction avec une structure flexible. Les modeles numeriques developpes sont base sur une approche d'IFS partitionnee. Une amelioration basee sur une compensation des effets de masse ajoutee est proposee au cours de ce travail afin d'assurer la convergence et la stabilite du schema de couplage partitionne independamment de la densite du fluide implique. L'approche corrective necessite une estimation de la matrice de masse ajoutee et demande une legere modification de l'algorithme iteratif. Les methodes proposees ont ete validees sur les cas academiques en comparaison avec les solutions analytiques et sont appliques au cas d'une nouvelle conception de pompe pour tout type de fluides (gaz, liquides, fluide charge...), en vue d'affiner la comprehension de son fonctionnement et ainsi mieux la caracteriser.
Author: Serge Piperno
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Author: Nicole Poussineau
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 140
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Les simulations d'interaction fluide-structure, en particulier pour l'hémodynamique, sont très coûteuses en temps-calcul et nécessitent des domaines de calculs assez grands pour considérer l'influence de tout le système circulatoire. Des modèles réduits en dehors de la région d'intérêt sont donc utiles. Cependant il est difficile de trouver des conditions de couplage adéquates pour coupler des équations 3D de Navier-Stokes et d'élasticité avec des équations 1D obtenues grâce à des moyennes par section. Une nouvelle méthode de réduction dimensionnelle a été introduite. Elle permet d'écrire différents modèles 1D dont la richesse peut varier en fonction de la précision voulue. De plus, ces modèles se couplent naturellement avec le modèle 3D. Des résultats numériques et des applications médicales illustrent les utilisations possibles de ces modèles. Ceux-ci diminuent aussi assez le temps-calcul pour permettre la prise en compte de l'aléa (approximations sur la modélisation ou les données).
Author: Jean-François Sigrist
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Languages : fr
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Nous nous intéressons dans cette thèse à la modélisation et la simulation numérique d'un problème couplé fluide/structure non linéaire avec surface libre fluide. Nous définissons un cas générique d'étude pour lequel nous formulons un problème linéaire (problème aux valeurs propres du système couplé) et un problème non linéaire (problème d'évolution du système couplé, initialement au repos et soumis à une excitation dynamique). Le problème non linéaire est formulé en pression/déplacement avec les équations de la dynamique linéaire pour la structure et l'équation de Laplace pour le fluide. La résolution du problème aux valeurs propres est conduite avec une méthode de couplage fort éléments finis (structure) et éléments finis/équation intégrale (fluide). Les formulations du problème modal couplé sont écrites dans avec prise en compte ou non des modes de ballottement du fluide. Le problème aux valeurs propres ainsi obtenu est non symétrique : il est résolu avec l'algorithme de Lanczos non symétrique. Le problème non linéaire est formulé en pression-vitesse/déplacement avec les équations de la dynamique non linéaire pour la structure et les équations de Stokes pour le fluide. La résolution du problème d'évolution utilise une méthode de couplage faible. Le problème fluide est résolu avec une technique volumes finis, avec une représentation en maillage mobile, un algorithme temporel découplé en pression/vitesse et une méthode de capture d'interface pour la simulation de la surface libre. Le problème structure est résolu avec une technique éléments finis, un algorithme temporel mixte implicite/explicite. Le couplage des deux problèmes est détaillé pour les aspects de couplage en espace (gestion d'incompatibilité de maillage, projection des efforts et des déplacements, algorithme de remaillage du problème fluide) et en temps (approche explicite, gestion des oscillations numériques). Un travail de validation du code de calcul CFD utilisé pour l'étude est proposé en comparant les résultats de calcul pour deux problèmes fluides élémentaires avec les solutions analytiques correspondantes. Ce travail conduit à la définition d'un benchmark général de validation d'un code de calcul CFD. Une étude numérique est ensuite conduite et permet de mettre en évidence la physique des interactions fluide/structure sur ce cas d'étude (masse ajoutée, masse déplacée, couplage de modes, effets des non linéarités structure). Une application des techniques de calcul éléments finis/éléments finis à l'analyse modale de l'ensemble panier/cuve d'un réacteur nucléaire de propulsion navale permet de montrer l'importance des interactions fluide/structure dans le cas industriel.
