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Méthodes numériques de calculs couplés fluide/structure - Cas du fluide stagnant : introductionArticle de référence | Réf : BM5201 v1
Auteur(s) : Jean-François SIGRIST
Date de publication : 10 oct. 2011
Relu et validé le 15 oct. 2016
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Fonctions et composants mécaniques (204 articles en ce moment)
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De nombreux outils de calcul numérique rendent maintenant possible la prise en compte d'effets de couplage fluide/structure dans des études d'ingénierie. Les difficultés de mise en œuvre de simulations couplées sont cependant très inégales selon que l'on s'intéresse à un problème de fluide stagnant ou s'écoulant.
Dans le cas du couplage structure/fluide stagnant, les méthodes de couplage éléments finis/éléments finis et éléments finis/éléments de frontière sont bien éprouvées, tant sur le plan numérique (robustesse) que sur le plan physique (précision) ; elles restent néanmoins limitées à la description des vibrations « basses fréquences » du système (c'est-à-dire sur une gamme de fréquences où la densité modale reste assez faible pour que l'analyse modale conserve tout son sens). Il est ainsi possible de proposer des modèles numériques de structures à l'échelle réelle avec prise en compte des effets de couplage avec un fluide stagnant. On trouve de nombreux exemples d'application de ces techniques dans des domaines industriels variés (nucléaire, aéronautique, spatial, automobile, génie civil) ; à titre d'illustration, la figure 30a montre un modèle éléments finis d'un navire militaire pour lequel les effets de couplage fluide/structure sont décrits à l'aide d'un maillage éléments finis/éléments infinis pour le fluide environnant : le modèle permet une description du comportement vibratoire du navire avec une précision physique acceptable pour l'ingénieur .
Dans le cas du couplage structure/fluide s'écoulant, il subsiste de nombreux problèmes ouverts, qui rendent la généralisation des méthodes encore difficile. Une des limitations à la mise en œuvre de simulations couplées pour des problèmes industriels réside dans la prise en compte de la turbulence...
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FONCTIONS ET COMPOSANTS MÉCANIQUES
(1) - ABOURI (D.) - Un algorithme d'interaction entre un fluide et un corps rigide. - Thèse de Doctorat, Université de Poitiers (2003).
(2) - ABOURI (D.), PARRY (A.), HAMDOUNI (A.), LONGATTE (E.) - A stable fluid-structure algorithm : application to industrial problems. - Journal of Pressure Vessel Technology, 128, p. 1-8 (2005).
(3) - ALIA (A.) - Simulation numérique en vibroacoustique et en interaction fluide/structure. - Université de Lille (2006).
(4) - AL-JAMAL (H.), DALTON (C.) - Vortex induced vibrations using large eddy simulation at a moderate Reynolds number. - Journal of Fluids and Structures, 19, p. 73-92 (2004).
(5) - AMINI (S.), HARRIS (P.J.) - A comparison between various boundary integral formulations for the exterior acoustic problem. - Computational Methods in Applied Mechanics and Engineering, 84, p. 59-75 (1990).
(6)...
CASTEM http://www-cast3m.cea.fr/
Code_Aster, Code_Saturne http://www.code-aster.org/ http://research.edf.com/
HAUT DE PAGE
Groupe de recherche en interaction fluide-structure http://www.univ-lille1.fr/gdr-ifs/
Wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Interaction_fluide-structure http://en.wikipedia.org/wiki/Fluid-structure_interaction
Antoine...
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