Calcul d´instabilités en interaction fluide-structure

1. Calcul d´instabilités en interaction fluide-structure

2. Plan de la présentation • Introduction: instabilités fluide-élastiques • Essais AMOVI • Modélisation • Résultats • Conclusion 1 2 3 4 5

3. Instabilités fluide-élastiques 1 2 3 4 5

4. Instabilités fluide-élastiques 1 2 3 4 5

5. Instabilités fluide-élastiques 1 2 3 4 5

6. Instabilités fluide-élastiques • Amortissement structurel • Effets inertiels : • masse ajoutée • Effets visqueux : • amortissement ajouté 1 2 3 4 5

7. Instabilités fluide-élastiques • Masse, amortissement et rigidité ajoutés • Amortissement et rigidité de signe quelconque 1 2 3 4 5

8. Essais AMOVI 2 1 3 4 5

9. Essais AMOVI • fair = 14 Hz • D = 12.15 mm • Un seul tube flexible • Enregistrement du déplacement • Analyse fréquentielle • Amortissement et fréquence 2 1 3 4 5

10. Instabilités fluide-élastiques 2 1 3 4 5

11. Modélisation : formalisme ALE Déplacement du maillage Règle du trapèze 3 1 2 4 5

12. Modélisation : maillage Maillage: environ 150 000 mailles quadrangulaire Δx = 5. 10-4 m Calcul 2D laminaire 3 1 2 4 5

13. Modélisation : équations Fluide: Structure: Interface: 3 1 2 4 5

14. Modélisation : algorithme de couplage Résolution fluide Résolution fluide Résolution structure 3 1 2 4 5

15. Modélisation : choix du pas de temps Δt = 5. 10-4 s 3 1 2 4 5

16. Résultats Etude d´un cas théorique Lâcher avec fluide au repos Etude de Convergence Lâcher sous écoulement Comparaison avec AMOVI 4 1 2 3 5

17. Résultats: Lâcher avec fluide au repos 4 1 2 3 5

18. Résultats : Lâcher avec fluide au repos 4 1 2 3 5

19. Résultats : Lâcher avec fluide au repos 4 1 2 3 5

20. Résultats Etude d´un cas théorique Lâcher avec fluide au repos Etude de Convergence Lâcher sous écoulement Comparaison avec AMOVI 4 1 2 3 5

21. Résultats : lâcher sous écoulement (a) Re = 1789 (b) Re = 2786 (c) Re = 5964 4 1 2 3 5

22. Résultats Etude d´un cas théorique Lâcher avec fluide au repos Etude de Convergence Lâcher sous écoulement Comparaison avec AMOVI 4 1 2 3 5

23. Résultats : comparaison avec AMOVI 4 1 2 3 5

24. Résultats Etude d´un cas théorique Lâcher avec fluide au repos Etude de Convergence Lâcher sous écoulement Comparaison avec AMOVI 4 1 2 3 5

25. Résultats : Étude de convergence Extrapolation de Richardson (1) : 4 1 2 3 5

26. Résultats : Étude de convergence Extrapolation de Richardson (2) : • Ordre : • Valeur Convergée: 4 1 2 3 5

27. Résultats : Étude de convergence Ordre de ~ 1 ; Valeur Convergée : - 2 % d’erreur !! 4 1 2 3 5

28. Résultats : Analyse des champs de pressions 4 1 2 3 5

29. Résultats : Analyse des champs de vitesses 4 1 2 3 5

30. Résultats : Analyse des champs de pression-vitesse 4 1 2 3 5

31. Résultats : Analyse des champs de vitesses 4 1 2 3 5

32. Résultats Etude d´un cas théorique Lâcher avec fluide au repos Etude de Convergence Lâcher sous écoulement Comparaison avec AMOVI 4 1 2 3 5

33. Résultats : Étude d‘un cas théorique 4 1 2 3 5

34. Résultats : Étude d‘un cas théorique 4 1 2 3 5

35. Résultats : Étude d‘un cas théorique 4 1 2 3 5

36. Résultats : Étude d‘un cas théorique 4 1 2 3 5

37. Conclusion et perspectives • Calculs AMOVI : • Très bons résultats à bas Reynolds (Richardson) • Cas théorique : • Bons résultats qualitatifs, pas de comparaison possible • Perspectives : • Compréhension de la physique (animations, étude paramétrique…) 5 1 2 3 4

38. ! Merci de votre attention ! ? Questions ouvertes