Etude du couplage fluide-structure sur la stabilité d'un réservoir de grandes dimensions à paroi mince et peu ou pas préssurisé PDF Download

Author: Dominique Baudet
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Languages : fr
Pages : 552

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Author: Tolotra Emerry Rajaomazava III
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Le travail engagé dans cette thèse porte sur l'étude numérique des Interactions Fluide-structure en hydrodynamique. Dans une première partie, une analyse détaillée des méthodes de couplage (schémas décalés) a été effectuée sur un cas académique. Il s'agit de la résolution de l'équation non-linéaire de Burgers dans un domaine mobile, dont I'interface mobile est représentée par un système de type masse ressort. Selon la discrétisation en temps et la linéarisation du problème couplé, on distingue quatre schémas de couplages différents : explicite, semi-implicite, implicite-externe et implicite-interne. Une étude comparative des performances en vitesse de convergence et en temps de calcul de ces schémas a été effectuée. Les performances varient suivant le schéma de couplage utilisé. Le schéma explicite permet un calcul rapide en comparaison des autres schémas. En revanche il n'assure pas la conservation de l'énergie mécanique à I'interface fluide-structure. D'où le problème de stabilité du schéma numérique. Ce problème ne se pose pas pour les algorithmes de couplage implicites, car dans ce cas la conservation de l'énergie à I'interface est assurée. Il s'agit en effet d'une condition de convergence du schéma implicite. Ce schéma requière plus de temps de calcul, mais il est nécessaire pour avoir plus de précision dans les résultats. Par ailleurs, I'analyse des déplacements de I'interface fluide-structure montre que l'écart entre la position de I'interface comme étant le bord mobile du fluide et la position de la structure, dépend principalement du schéma d'actualisation du maillage choisi.Dans une deuxième partie une extension de l'étude des algorithmes de couplage à un problème plus concret d'IFS est effectuée. Un hydrofoil en pilonnement et tangage est ainsi étudié. L'équation de la dynamique de I'hydrofoil est écrite en considérant un centre de rotation situé à une distance non nulle du centre de gravité.Ce qui rend l'équation non-linéaire et introduit un couplage des deux modes pilonnement et tangage) ainsi qu'un amortissement du tangage. La dynamique de I'hydrofoil est étudiée pour différentes configurations : en mouvement libre ou forcé, dans un fluide au repos ou en écoulement. On observe que le mouvement de I'hydrofoil est pseudo périodique amorti. L'évolution des charges hydrodynamiques suit également cette tendance et tend vers un point d'équilibre. L'étude vibratoire montre bien une modification des fréquences propres du système, qui varient suivant que le fluide est au repos ou en écoulement. Le problème est également couplé à l'équation de la position du centre de pression, qui dépend de la position de I'hydrofoil et de l'écoulement. Celle-ci présente une singularité lorsque la portance et la traînée s'annulent simultanément.Enfin Les équations prenant en compte la présence d'un fluide non-homogène à I'interface fluide-structure, du type des écoulements cavitants par poche stationnaire ou auto-oscillante, ont été développés. La méthode consiste à séparer les variables du fluide en écoulement autour d'un hydrofoil immobile d'une part et celles de l'écoulement généré par la vibration de I'hydrofoil d'autre part. Il en résulte un opérateur de masse ajoutée non symétrique en milieu non homogène et un opérateur d'amortissement ajouté dû au taux de variations de masse volumique à l'interface dans le cas auto-oscillant. L'ensemble se traduit par une modulation au cours du temps des fréquences propres et des amplitudes du système.

Author: Fabien Flori
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L'objectif de cette étude est l'analyse d'un problème de couplage fluide structure non linéaire. Les trois axes essentiels de ce travail sont la modélisation mathématique, l'analyse théorique des équations et leur résolution numérique. L'objectif de la modélisation est de donner les hypothèses qui conduisent à l'établissement des équations décrivant les comportements de la structure, du fluide ainsi que les phénomènes d'interaction qui interviennent lors d'un couplage. Le comportement du fluide est décrit à l'aide des équations de Navier-stokes compressibles et celui de la structure par l'opérateur bi harmonique des plaques. Le couplage s'exprime à l'aide de l'hypothèse de continuité des vitesses normales a l'interface et par l'introduction dans le second membre de l'équation de plaque d'un terme traduisant la contrainte exercée par le fluide sur la plaque. D'un point de vue théorique, nous donnons des résultats d'existence, d'unicité et de régularité de la solution de ce problème. On rencontre essentiellement trois difficultés. La première est liée à la condition de couplage qui est une condition de type Dirichlet qui ne peut être insérée dans la formulation variationnelle. La seconde difficulté provient du sens à donner à la trace du terme exprimant la continuité des contraintes dans l'équation de la structure. Enfin, les difficultés théoriques inhérentes aux non-linéarités sont accentuées par le couplage. En particulier, la non linéarité de l'équation de conservation de la masse du fluide nous conduit à travailler sur un domaine à frontière variable. En effet si on néglige les mouvements de la plaque dans la géométrie de la structure (hypothèse de petites perturbations), alors la conservation de la masse n'est plus vérifiée et on n'obtient pas les majorations à priori nécessaires pour montrer que le problème est bien posé. Numériquement, nous proposons une méthode de résolution spectrale suivant de près la théorie et dans laquelle la méthode de Galerkin est couplée à une technique de point fixe. A titre de comparaison, nous présentons à la fin de ce travail des résultats numériques obtenus sur un problème tridimensionnel dans lequel les équations de Von Karman sont couplées à l'équation des ondes visqueuses.

Author: Nicolas Aquelet
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Languages : en
Pages : 180

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Cette thèse présente un modèle numérique de couplage fluide-structure pour des impacts hydrodynamiques.Ce travail de recherche s'est déroulé dans le cadre d'une collaboration avec la société Principia Marine, un bureau d'études en construction navale. L'enjeu industriel à terme est de modéliser le choc d'une vague contre une coque de navire. Dans une mer agitée ou pour une vitesse de progression importante, les impacts répétés de vagues contre la coque peuvent endommager la structure (ce phénomène est appelé "slamming" ou "tossage"). D'autres types d'impacts hydrodynamiques peuvent toutefois être évoqués comme le ballotement d'un liquide dans un réservoir à moitié rempli: pour de fortes accélérations du réservoir, le liquide peut venir, par vagues successives, frapper violemment la paroi interne du réservoir. Pour modéliser la structure et le fluide, deux approches différentes sont employées. La structure est modélisée par une formulation Lagrangienne en éléments finis. Le problème fluide est résolu par une formulation Eulérienne multi-matérielle basée sur une méthode split décomposant le pas de calcul en un cycle Lagrangien et un cycle d'advection projetant la solution Lagrangienne sur la configuration initiale. La principale problématique est de transmettre correctement les efforts d'interaction entre ces deux formulations. La méthode mise en oeuvre est un couplage par pénalisation. Un effet dissipatif est introduit dans la méthode pour amortir les oscillations numériques de fortes fréquences et une base de données pour la raideur de pénalisation est établie Pour les modélisations 3D coûteuses, une version parallèle de la formulation est décrite à travers la construction d'un cluster de processeurs et d'un algorithme d'initialisation des fractions volumiques.

Author: Don Montague
Publisher: Taylor & Francis
ISBN: 9780419199106
Category : Architecture
Languages : en
Pages : 472

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This dual-language dictionary lists over 20,000 specialist terms in both French and English, covering architecture, building, engineering and property terms. It meets the needs of all building professionals working on projects overseas. It has been comprehensively researched and compiled to provide an invaluable reference source in an increasingly European marketplace.

Author: France. Commissariat à l'énergie atomique
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Category : Fuel cycle
Languages : en
Pages : 192

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Author: Roger Balian
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540454802
Category : Science
Languages : en
Pages : 626

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This popular, often cited text returns in a softcover edition to provide a thorough introduction to statistical physics and thermodynamics, and to exhibit the universal chain of ideas leading from the laws of microphysics to the macroscopic behaviour of matter. A wide range of applications illustrates the concepts, and many exercises reinforce understanding. Volume II applies statistical methods to systems governed by quantum effects, in particular to solid state physics, explaining properties due to the crystal structure or to the lattice excitations or to the electrons. The last chapters are devoted to non-equilibrium processes and to kinetic equations, with many applications included.

Author: Peter Atkins
Publisher: OUP Oxford
ISBN: 0191647632
Category : Science
Languages : en
Pages : 142

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The laws of thermodynamics drive everything that happens in the universe. From the sudden expansion of a cloud of gas to the cooling of hot metal, and from the unfurling of a leaf to the course of life itself - everything is directed and constrained by four simple laws. They establish fundamental concepts such as temperature and heat, and reveal the arrow of time and even the nature of energy itself. Peter Atkins' powerful and compelling introduction explains what the laws are and how they work, using accessible language and virtually no mathematics. Guiding the reader from the Zeroth Law to the Third Law, he introduces the fascinating concept of entropy, and how it not only explains why your desk tends to get messier, but also how its unstoppable rise constitutes the engine of the universe.

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Category : Artificial satellites
Languages : en
Pages : 132

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Author: International Atomic Energy Agency
Publisher: International Atomic Energy Agency
ISBN: 9789201063205
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 72

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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.