Download or read book Couplage Fluide structure Pour la Simulation Et Le Diagnostic de la Stabilit Des Ouvrages Hydrauliques de Protection written by Sami Kaidi and published by . This book was released on 2011 with total page 167 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: In this paper, a numerical study is conducted to assess the stability of the seaward facing slope of breakwaters under hydrodynamic loading using a coupled fluid-structure interaction framework. Stability characteristics of breakwaters have traditionally been analysed using empirical approaches which do not take into account important factors such as nonlinear wave-structure effects. A modelling framework is proposed for coupling deformable discontinuous media (DDA) with a finite element method (FEM) for solving free-surface flows where the Navier-Stokes equations are solved for velocity and pressure. It is necessary to take into account contacts between different shaped blocks and this study assumes that contact constraints are imposed through an augmented Lagrangian algorithm. To illustrate the performance of the proposed framework two breakwaters consisting of cubic and acropod shaped blocks are simulated under hydrodynamic forces.

Download or read book tude et simulation de la stabilit des digues en enrochements written by Sami Kaidi and published by Editions Universitaires Europeennes. This book was released on 2012 with total page 128 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les littoraux maritimes, milieux particulierement feconds sur le plan biologique et sieges d'intenses activites economiques, sont aussi des lieux tres fragiles qui subissent les attaques incessantes des courants marins. Afin de proteger les littoraux de ces effets devastateurs, des digues de protection sont construites aux voisinages des endroits les plus sensibles. Dans le cadre de ce travail, nous nous interessons tout particulierement aux digues en enrochements. Ces ouvrages de protection ont pour objectif d'attenuer l'energie de la houle et des courants, ils sont donc soumis aux sollicitations hydrodynamiques des courants qui peuvent entrainer une destabilisation globale de l'ouvrage voire leur rupture. Dans le present travail, nous nous proposons d'etudier numeriquement la stabilite de ces structures sous sollicitations hydrodynamiques, en tenant compte de la forme et la disposition des blocs, des forces de contact entre blocs, de la nature de l'ecoulement du fluide et des effets retroactifs fluide-structure. Un couplage fluide-structure est alors mis en uvre pour simuler le mouvement des blocs des digues en enrochements sous l'effets des courants marins.

Download or read book Interactions fluide structure et incertitudes written by Abdelkhalak El Hami and published by ISTE Group. This book was released on 2017-09-01 with total page 269 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La série Fiabilité des systèmes multiphysiques s’intéresse aux avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines de l’optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes des systèmes. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, du génie civil ou de la défense. L’« interaction fluide-structure » regroupe l'étude de tous les phénomènes présentant le couplage du mouvement d'une structure avec celui d'un fluide. La gamme des phénomènes étudiés est très étendue, allant de l'étude de cylindres ou structures vibrants dans des écoulements à des phénomènes de surface libre dans des réservoirs. Cet ouvrage présente les différents aspects de l’interaction fluidestructure (vibroacoustique et aérodynamique) ainsi que les différentes méthodes utilisées afin de réaliser des simulations numériques. S’appuyant sur deux logiciels, Ansys pour le calcul des structures et Fluent pour le calcul des fluides, il traite de la réduction du modèle couplé fluide-structure et de ses incertitudes, ainsi que de l’aspect optimisation couplée à la fiabilité (RBDO). Accompagné d’exemples détaillés, Interactions fluide-structure et incertitudes présente les outils récents de conception les plus performants. Il s’adresse aux étudiants et élèves ingénieurs et constitue un support précieux pour les ingénieurs en activité et les enseignantschercheurs.

Download or read book Couplage fluide structure pour la simulation num rique des coulements fluides dans une conduite parois rigides ou lastiques en pr sence d obstacles ou non written by Lahcen Ait Moudid and published by . This book was released on 2007 with total page 118 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation numérique de l'interaction fluide-structure par la méthode des éléments finis a été étudiée dans le cadre des équations de Navier-Stokes pour un fluide visqueux newtonien incompressible en interaction avec un solide élastique. La formulation arbitrairement lagrangienne-eulerienne (ALE) est envisagée au niveau du fluide pour mieux suivre le mouvement de la structure décrite par une formulation lagrangienne. La mobilité des géométries de chaque domaine est construite par déformation du maillage. On évalue ensuite l'efficacité de la méthode ALE pour différentes applications lorsque le mouvement de la structure est prescrit. Nous décrivons ainsi l'algorithmique nécessaire dans cette optique. Pour résoudre l'interaction, on se base sur un cas particulier. La géométrie simplifiée d'un solide immergé dans un canal est étudiée pour tester les possibilités et les limitations liées à l'algorithme mis en oeuvre pour ce type de problème d'écoulement stationnaire ou instationnaire.

Download or read book Couplage fluide structure written by Marc Lenoir and published by . This book was released on 1998 with total page 132 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Couplage fluide structure written by Marc Lenoir and published by . This book was released on 1998 with total page 131 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book M thodes Level Set et p nalisation pour le calcul d interactions fluide structure written by Claire Bost and published by . This book was released on 2008 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'étude de problèmes de couplage fluide-structure par des méthodes de frontière immergée et de pénalisation. Dans une première partie nous abordons les différents aspects de la simulation numérique de modèles couplant un fluide et une structure (formulation de l'écoulement, localisation de la structure et prise en compte des interactions), puis nous présentons les modèles sur lesquels nous nous concentrons dans la suite: fluide incompressible/membrane élastique et fluide incompressible/solide rigide. Dans la deuxième partie nous étudions la stabilité numérique d'une formulation level-set de la méthode de frontière immergée pour le couplage fluide/membrane élastique. Une nouvelle condition de stabilité pour ce modèle est dérivée par analyse d'un modèle linéarisé 1D, puis validée numériquement en 2D. Enfin la troisième partie est consacrée à l'analyse numérique d'une méthode de pénalisation pour le couplage fluide/solide rigide, dans laquelle la vitesse rigide est calculée par projection. Nous montrons la convergence du problème pénalisé vers une formulation faible du couplage, et illustrons ce résultat sur des tests numériques en sédimentation.

Download or read book Interaction Fluide Structure et rosion de Cavitation written by Yves Paquette and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lorsqu'un liquide est soumis à de fortes dépressions, des bulles de gaz etde vapeur peuvent apparaître en son sein. Ce phénomène est appelé cavitation Ces bulles sont susceptibles d'imploser dans les zones de surpression etd'endommager les parois solides environnantes à travers la création d'écoulements violents. Dans les applications industrielles, ce phénomène d'érosionpar cavitation peut réduire la durée de vie des machines hydrauliques. Dans ledomaine biomédical, le phénomène d'érosion par onde de choc est utilisé pourl'ablation de tissus mous ou la destruction de calculs rénaux.Dans ce travail, à caractère numérique, nous nous intéressons à une bulled'air isolée implosant au voisinage d'une paroi déformable sous l'effet d'unesurpression générée par une onde de choc incidente. Le travail de thèse aconsisté à mettre en place un couplage fluide structure pour simuler le phénomène d'implosion de la bulle dans la partie fluide et la déformation plastiqueengendrée dans la partie solide. Pour cela, une stratégie en deux étapes a étémise en oeuvre. La première étape a consisté à construire un code fluide avecmaillage mobile pour gérer le déplacement de l'interface fluide/solide. Le codedéveloppé est dérivé du modèle numérique développé par Eric Johnsen et al.à University of Michigan dans lequel nous avons implémenté une méthodeALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) permettant de passer d'une descriptioneulérienne sur maillage fixe à une description eulérienne sur maillage mobile.La seconde étape a consisté à modéliser la déformation élasto-plastique de lapartie solide au cours de l'implosion de la bulle grâce à un couplage fort ducode fluide avec le logiciel CAST3M. La communication entre les deux codesutilise la bibliothèque MPI.A l'issue du couplage, nous avons été en mesure de simuler l'implosiond'une bulle d'air à proximité d'une paroi déformable. Nous avons pu calculerle niveau de déformation de la paroi solide ainsi que l'amortissement de la sur-pression en paroi pour plusieurs matériaux. L'outil numérique ainsi développépermettra à terme d'étudier le comportement de revêtements amortissants capables de protéger des structures industrielles de l'érosion de cavitation oud'optimiser les effets bénéfiques des traitements par onde de choc dans lesapplications biomédicales.

Download or read book D veloppement D une M thode de Simulation de Couplage Fluide structure L aide de la M thode SPH written by Zhe Li and published by . This book was released on 2013 with total page 142 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The Fluid-Structure Interaction (FSI) effects are of great importance for many multi-physical problems in academic researches as well as in engineering sciences. Various types of numerical simulation approaches may be used to investigate the FSI problems in order to get more reliable conception and to avoid unexpected disasters. In this work, the fluid sub-domain is simulated by a hybrid mesh-less method (SPH-ALE), and the structure is discretized by the Finite Element (FE) method. As the fluid is considered as a set of particles, one can easily track the fluid structure interface. An energy-conserving coupling strategy is proposed for transient fluid-structure interaction problems where different time integrators are used for each sub-domain: 2nd order Runge-Kutta scheme for the fluid and Newmark time integrator for the solid. By imposing a normal velocity constraint condition at the interface, this proposed coupling method ensures that neither energy injection nor energy dissipation will occur at the interface so that the interface energy is rigorously zero during the whole period of numerical simulation. This coupling method thus ensures that the coupling simulation shall be stable in time, and secondly, the numerical simulation will converge in time with the minimal convergence rate of all the time integrators chosen for each sub-domain. The proposed method is first applied to a mono-dimensional piston problem in which we verify that this method does not degrade the order of accuracy in time of the used time integrators. Then we use this coupling method to investigate the phenomena of propagation of shock waves across the fluidstructure interface. A good agreement is observed between the numerical results and the analytical solutions in the 1-D shock wave propagation test cases. Finally, some multi-dimensional examples are presented. The results are compared with the ones obtained by other coupling approaches.

Download or read book Simulation num rique par la m thode SPH de fuites de fluide cons cutives la d chirure d un r servoir sous impact written by Fabien Caleyron and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le récent développement des menaces terroristes renforce l'effort de recherche du CEA et d'EDF pour la protection des citoyens et des installations. De nombreux scénarios doivent être envisagés comme, par exemple, la chute d'un avion de ligne sur une structure de génie civil. La dispersion du carburant dans la structure, son embrasement sous forme de boule de feu et les effets thermiques associés sont des éléments essentiels du problème. L'utilisation de modèles numériques est indispensable car des expériences seraient difficiles à mettre en œuvre, coûteuses et dangereuses. Le problème type que l'on cherche à modéliser est donc l'impact d'un réservoir rempli de fluide, sa déchirure et la dispersion de son contenu. C'est un problème complexe qui fait intervenir une structure mince avec un comportement fortement non-linéaire allant jusqu'à rupture, un fluide dont la surface libre peut varier drastiquement et des interactions fluide-structure non permanentes. L'utilisation des méthodes numériques traditionnelles pour résoudre ce problème semble difficile, essentiellement parce qu'elles reposent sur un maillage. Cela complique la gestion des grandes déformations, la modélisation des interfaces variables et l'introduction de discontinuités telles que les fissures. Afin de s'affranchir de ces problèmes, la méthode sans maillage SPH ( og Smoothed Particle Hydrodynamics fg) a été utilisée pour modéliser le fluide et la structure. Ce travail, inscrit dans la continuité de recherches précédentes, a permis d'étendre un modèle de coque SPH à la modélisation des ruptures. Un algorithme de gestion des interactions fluide-structure a également été adapté à la topologie particulière des coques. Afin de réduire les coûts de calcul importants liés à ce modèle, un couplage avec la méthode des éléments finis a également été élaboré. Il permet de n'utiliser les SPH que dans les zones d'intérêt où la rupture est attendue. Finalement, des essais réalisés par l'ONERA sont étudiés pour valider la méthode. Ces travaux ont permis de doter le logiciel de dynamique rapide Europlexus d'un outil original et efficace pour la simulation des impacts de structures minces en interaction avec un fluide. Un calcul démonstratif montre enfin la pertinence de l'approche et sa mise en œuvre dans un cadre industriel.

Download or read book Couplage SPH DEM pour l tude de l rosion dans les ouvrages hydrauliques written by Jessica Sjah and published by . This book was released on 2013 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’érosion est un phénomène d’arrachage et de transport de particules solides par des efforts hydrauliques au sein des ouvrages hydrauliques. Cette pathologie très représentée dans les ouvrages en terre peut conduire à la rupture, aussi, la comprendre et la maîtriser constituent des enjeux sociétaux et industriels très forts. L’érodabilité des matériaux se caractérise au travers notamment d’un essai dit d’érosion de conduit et sa modélisation numérique constitue le pivot de ce travail de thèse. Le phénomène d’érosion est un problème couplé entre le fluide et le solide et nous utiliserons deux codes construits sur des approches particulaires pour aborder le problème : ASPHODEL (ANDRITZLMFA) pour la partie fluide (méthode SPH-ALE Smoothed Particle Hydrodynamics – Arbitrary Lagrangian Eulerian) et YADE (L3S-R) pour la fraction solide (méthode DEM Discrete Element Method). Alors que YADE a été largement utilisé pour modéliser des problèmes géotechniques, ASPHODEL n’a pas encore été évalué dans un tel contexte. Ce travail constituera alors une étude de faisabilité pour l’utilisation d’ASPHODEL dans un contexte du génie civil et donnera les conditions pour espérer obtenir des résultats quantitatifs pour les phénomènes étudiés. Dans un deuxième temps, le couplage entre les deux codes sera construit dans le but d’étudier les phénomènes d’arrachage de particules le long de conduits formés à travers des matériaux granulaires cohérents. La validation du code ASPHODEL à l’échelle de la particule a été effectuée par l’étude de l’écoulement visqueux autour d’un objet 2D (cylindre) fixe et isolé de section circulaire mais aussi carrée ou triangulaire. Les forces de trainée, de portance, le coefficient de pression autour du cylindre et le nombre de Strouhal sont comparés à des résultats issus de la littérature pour différents Reynolds en régime laminaire. La validation du code ASPHODEL à l’échelle de l’échantillon a consisté à étudier un écoulement fluide entre des parois lisses ainsi que des parois constituées de particules solides fixes créant une rugosité. Le coefficient de frottement a été systématiquement calculé et comparé aux résultats issus de la littérature et le torseur fluide sur chaque particule solide des parois a été aussi évalué. Enfin, le couplage partitionné entre les deux codes fluide et solide a été construit et validé qualitativement pour le problème de la sédimentation sous gravité d’un grain solide rigide dans un fluide visqueux.

Download or read book Interaction fluide structure written by Jean-François Sigrist and published by Ellipses Marketing. This book was released on 2011 with total page 201 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ouvrage présente les méthodes d'éléments finis pour l'analyse vibratoire de systèmes mécaniques avec prise en compte des interactions fluide/structure. Il rappelle les bases mathématiques de modélisation de ces problèmes dans l'hypothèse de fluide stagnant et il expose les principes de discrétisation éléments finis. Il détaille en particulier les différentes formulations couplées, lesquelles peuvent prendre en compte les effets de compressibilité et de gravité dans le comportement du fluide. Les notions spécifiques à l'analyse vibratoire des systèmes sont revisitées dans ce contexte. Le livre est constitué de cinq chapitres. Après une introduction générale à la problématique de l'interaction fluide/structure (chapitre I), les méthodes éléments finis structure et fluide sont détaillées séparément (chapitres II et III), avant de s'intéresser au couplage d'éléments finis (chapitre IV) et aux méthodes d'analyse vibratoire de systèmes couplés (chapitre V). De nombreux exemples d'application permettent le développement de solutions analytiques qui sont confrontées aux résultats du calcul numérique par éléments finis. Adoptant un point de vue à la fois théorique et pratique, le propos d'ensemble est résolument pédagogique. L'ouvrage constitue ainsi une base solide d'appropriation des méthodes éléments finis en interaction fluide/structure.

Download or read book Etude du couplage fluide structure sur la stabilit d un r servoir de grandes dimensions paroi mince et peu ou pas pr ssuris written by Dominique Baudet and published by . This book was released on 1997 with total page 552 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Analyse d un probl me d interaction fluide structure avec des conditions aux limites de type frottement l interface written by Hela Ayed and published by . This book was released on 2017 with total page 127 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l'analyse mathématique et numérique d'un problème d'interaction fluide-structure stationnaire, couplant un fluide newtonien, visqueux et incompressible, modélisé par les équations de Stokes 2D et une structure déformable, décrite par les équations d'une poutre 1D. Le fluide et la structure sont couplés via une condition aux limites de type frottement à l'interface.Dans l'étude théorique, nous montrons un résultat d'existence et unicité de solutions faibles, dans le cadre de petits déplacements, du problème de couplage fluide structure avec une condition de glissement de type Tresca en utilisant le théorème de point fixe de Schauder.Dans l'analyse numérique, nous étudions d'abord, l'approximation du problème de Stokes avec la condition de Tresca par une méthode d'éléments finis mixtes à quatre champs. Nous montrons ensuite une estimation d'erreur a priori optimale pour des données régulières et nous réalisons des tests numériques. Enfin, nous présentons un algorithme de point fixe pour la simulation numérique du problème couplé avec des conditions aux limites non linéaires.

Download or read book R duction variationnelle d un couplage fluide structure written by Nicole Poussineau and published by . This book was released on 2007 with total page 140 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les simulations d'interaction fluide-structure, en particulier pour l'hémodynamique, sont très coûteuses en temps-calcul et nécessitent des domaines de calculs assez grands pour considérer l'influence de tout le système circulatoire. Des modèles réduits en dehors de la région d'intérêt sont donc utiles. Cependant il est difficile de trouver des conditions de couplage adéquates pour coupler des équations 3D de Navier-Stokes et d'élasticité avec des équations 1D obtenues grâce à des moyennes par section. Une nouvelle méthode de réduction dimensionnelle a été introduite. Elle permet d'écrire différents modèles 1D dont la richesse peut varier en fonction de la précision voulue. De plus, ces modèles se couplent naturellement avec le modèle 3D. Des résultats numériques et des applications médicales illustrent les utilisations possibles de ces modèles. Ceux-ci diminuent aussi assez le temps-calcul pour permettre la prise en compte de l'aléa (approximations sur la modélisation ou les données).

Download or read book Couplage de codes en interaction fluide structure et applications aux instabilit s fluide lastiques written by Fabien Huvelin and published by . This book was released on 2008 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La thèse porte sur le développement d'un couplage entre un code de mécanique des fluides et un de code mécanique des structures afin de modéliser le départ en instabilité d'une structure soumise à un chargement fluide-élastique. Dans un premier temps, la méthodologie de couplage est présentée. Celle-ci englobe les modèles de couplage permettant de résoudre le décalage lié à une résolution partitionnée des équations fluide et structure, les méthodes de déformation de maillage afin de permettre aux deux milieux de rester en contact et les méthodes de projections afin de transférer les données d'un domaine à l'autre. Dans un second temps, une étude semi-analytique est menée sur les schémas de couplage partitionnés. Le cas de deux cylindres vibrant dans un fluide parfait au repos est étudié pour lequel une solution analytique en termes de conservation de l'énergie est connue. Ce cas permet de tester un ensemble de schémas et de vérifier leur bon comportement quant à la conservation de l'énergie du domaine étudié. Il permet également de quantifier l'erreur liée au code de calcul. Dans un troisième temps, une étude sur l'instabilité d'une structure flexible soumise à un écoulement interne est menée. Elle démontre que la structure part en instabilité à partir d'une certaine vitesse d'écoulement. Ce cas est repris afin d'introduire une méthode d'incertitude. Le but est de montrer la possibilité d'utiliser la méthode du chaos polynomial afin d'étudier une probabilité de dépassement de seuil (le départ en instabilité de la structure) lorsqu'une variable en entrée est incertaine. Dans un dernier temps, une étude sur les faisceaux de tubes est menée. Des études sont menées avec un unique tube mobile ou un ensemble de tubes mobiles. Des simulations sont réalisées avec un fluide au repos afin de comparer les résultats à des données analytiques et numériques. Puis des simulations sous écoulements sont réalisées afin de montrer afin de mettre en évidence le départ en instabilité des structures qui varie selon le nombre de tubes mobiles.

Download or read book D veloppement d un mod le num rique d interaction fluide structure written by Mengdi Song and published by Presses Academiques Francophones. This book was released on 2014-11-12 with total page 148 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce travail, nous avons etudie la simulation numerique des phenomenes d'interaction fluide-structure (IFS) par la methode des elements finis pour un fluide incompressible et non visqueux en interaction avec une structure flexible. Les modeles numeriques developpes sont base sur une approche d'IFS partitionnee. Une amelioration basee sur une compensation des effets de masse ajoutee est proposee au cours de ce travail afin d'assurer la convergence et la stabilite du schema de couplage partitionne independamment de la densite du fluide implique. L'approche corrective necessite une estimation de la matrice de masse ajoutee et demande une legere modification de l'algorithme iteratif. Les methodes proposees ont ete validees sur les cas academiques en comparaison avec les solutions analytiques et sont appliques au cas d'une nouvelle conception de pompe pour tout type de fluides (gaz, liquides, fluide charge...), en vue d'affiner la comprehension de son fonctionnement et ainsi mieux la caracteriser.