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 2 1 3 4 5

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

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

9. Essais AMOVI 2 1 3 4 5

10. Essais AMOVI • fair = 14.3 Hz • D = 12.15 mm • Un seul tube flexible • Enregistrement du déplacement • Analyse fréquentielle • Amortissement et fréquence en fonction de la vitesse 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 éléments quadratiques Δx = 2. 10-4 m (pas moins d’un élt dans CL) Dx/D~10-2 Calcul 2D laminaire incompressible 3 1 2 4 5

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

14. Résultats Fluide sans écoulement 4 1 2 3 5

15. Résultats: fluide sans écoulement 4 1 2 3 5

16. Résultats : fluide sans écoulement 4 1 2 3 5

17. Résultats Fluide sous écoulement Calcul de la maquette AMOVI 4 1 2 3 5

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

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

20. Résultats : Étude de convergence temporelle (cas a) Extrapolation de Richardson (1) : 4 1 2 3 5

21. Résultats : Étude de convergence temporelle (cas a) Extrapolation de Richardson (2) : • Ordre : • Valeur Convergée: 4 1 2 3 5

22. Résultats : Étude de convergence temporelle (cas a) Ordre de ~ 1 ; Valeur Convergée : - 2 % d’erreur !! 4 1 2 3 5

23. Résultats : Analyse des champs de pressions (cas b) 4 1 2 3 5

24. Résultats : Analyse des champs de pression-vitesse (cas b) 4 1 2 3 5

25. Résultats Fluide sous écoulement Calcul à Re plus faible 4 1 2 3 5

26. Résultats : 0 < Re < 500 0 < Vr < 5 4 1 2 3 5

27. Résultats : 0 < Re < 500 0 < Vr < 5 4 1 2 3 5

28. Résultats : 0 < Re < 500 0 < Vr < 5 4 1 2 3 5

29. Conclusion et perspectives • Calculs AMOVI : • Bons résultats à bas Reynolds (Richardson) • Problèmes à plus haut Re (régime écoulement ? Limites de l’approche 2D ?) • Cas théorique : • Bons résultats qualitatifs, pas de comparaison possible • Perspectives : • Compréhension de la physique (animations, étude paramétrique…). Comparaison PIV 5 1 2 3 4