Glossaire des sigles
Calculs couplés fluide-structure - Réponse vibratoire d’une structure à une excitation turbulente

1 - Contexte

• 1.1 - Vibrations induites par une couche limite turbulente
  Figure 1 - Exemples d'écoulements turbulents Figure 2 - Stratégie de co-simulation pour un écoulement détaché de la structure autour duquel il est en mouvement
• 1.2 - Couche limite turbulente
  Figure 3 - Couche limite turbulente (d'après [3]) Figure 4 - Structure de la couche limite turbulente Figure 5 - Extrait de l’article d’Osborne Reynolds publié en 1883 (source : http://www.commons.wikimedia.org)
• 1.3 - Modélisation, observation et simulation de la turbulente
  Figure 6 - Évolution de l’énergie turbulente avec la taille des tourbillons selon le modèle issu des travaux de Kolmogorov (source : http://www.commons.wikimedia.org)
• 1.4 - Spectres de pression turbulente

  • Quiz d'entraînement

2 - Modèles empiriques de spectres d’excitation

• 2.1 - Spectre en fréquence et en nombre d’onde-fréquence
  Tableau 1
• 2.2 - Spectre en fréquence
  Figure 7 - Allure typique d’un spectre de pression en fréquence Figure 8 - Comparaison de spectres de pression représentés en fréquence (d'après [2]) Tableau 2
• 2.3 - Spectre en nombre d’onde-fréquence
  Figure 9 - Caractéristique des spectres en nombre d’onde-fréquence Figure 10 - Différents modèles de spectres de pression en nombre d’onde (d'après [3]) Figure 11 - Comparaison de différents modèles de spectres de pression (d'après [2]) Tableau 3

3 - Méthode numérique pour le calcul d’un spectre

• 3.1 - Enjeux
  Figure 12 - Différentes approches pour le calcul de spectre de pression pariétale (d'après [27]) Figure 13 - Calcul d’écoulement avec résolution directe (DNS) pour un profil portant (source : Antoine Ducoin, École Centrale de Nantes) Figure 14 - Échelles résolues et modélisées en LES : coupure du spectre d’énergie turbulente (d'après [29]) Figure 15 - Calcul d’écoulement avec modélisation et résolution de la turbulence (RANS et LES) sur un profil portant (source : Sirehna/Naval Group)
• 3.2 - Méthode proposée
  Figure 16 - Directions et coordonnées sur la surface et dans le volume de fluide (d'après [30]) Figure 17 - Coefficients de corrélation de vitesse calculés par DNS (d’après [31]) Figure 18 - Coefficients de corrélation spatiale C 11 et C 22 calculés avec les modèles SAM et EAM (d'après [27])
• 3.3 - Application à une plaque plane

  • Quiz d'entraînement
  Figure 19 - Méthodologie de calcul numérique d’un spectre de pression pariétale (d'après [32]) Figure 20 - Corrélation spatiale de la pression pariétale : comparaison des modèles DNS et du KEAM (d'après [32]) Figure 21 - Spectres fréquentiels de pression pariétale calculés avec le modèle KEAM et comparés au spectre de Goody pour deux nombres de Reynolds (d'après [32]) Figure 22 - Spectres fréquentiels de pression pariétale, en nombre d’onde fréquence, calculés avec le modèle KEAM et comparés aux spectres de Chase et de Corcos pour deux conditions d’écoulement (d'après [32])

4 - Calcul des vibrations de la structure

• 4.1 - Principe général
  Figure 23 - Réponse vibratoire d’une structure à un écoulement de couche limite turbulente : méthodologie de calcul Figure 24 - Différentes approches du calcul de la réponse vibratoire d’une structure à un écoulement de couche limite turbulente (d'après [2]) Figure 25 - Définition du domaine des basses, moyennes et hautes fréquences Figure 26 - Modèle numérique éléments finis pour une plaque couplée avec un fluide (d'après [3])
• 4.2 - Méthodes spatiale et en ondes planes
• 4.3 - Application à une plaque plane

  • Quiz d'entraînement
  Figure 27 - Calcul de la puissance acoustique : comparaison des méthodes spatiale et par ondes planes (d'après [2]) Figure 28 - Temps de calcul de la puissance acoustique : comparaison des méthodes spatiale et en ondes planes (d'après [2])

5 - Conclusion

6 - Glossaire des sigles

7 - Symboles