Contribution à l'étude des instabilités fluide-élastiques de structures tubulaires sous écoulement axial confiné

par Gérard Porcher

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de F. AXISA.

Soutenue en 1994

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Nous déterminons l'expression de la force fluide-élastique exercée par un fluide en écoulement axial confiné sur une structure tubulaire. L'étude bibliographique a montré que les analyses réalisées à ce jour ne concernaient que des systèmes à un seul degré de liberté. Dans ce mémoire, nous explicitons, par analyse modale, la force fluide-élastique pour des structures à plusieurs degrés de liberté. Une première méthode dans laquelle nous modélisons l'écoulement par un écoulement potentiel nous conduit à une forme canonique classique de la force fluide-élastique comportant des termes d'inertie, d'amortissement et de raideur ajoutés indépendants de la pulsation du mouvement. Pour les structures étudiées ici nous démontrons analytiquement des propriétés des matrices ajoutées et la possibilité de prédire une instabilité de flambage mais pas de flottement. Une deuxième approche qui prend en compte les effets dissipatifs par linéarisation des pertes de charge permet d'obtenir des résultats beaucoup plus satisfaisants. L'étude analytique d'un système simplifié a mis en évidence que la force fluide-élastique dépend de la pulsation du mouvement. Un nouveau terme qui dépend de la pulsation et qui prend en compte l'histoire du déplacement est mis en évidence dans l'expression de la force. Nous montrons que la position et la valeur de la perte de charge inflencent l'expression de la force fluide-élastique et la stabilité du système. Selon les cas, on peut prédire une instabilité de flambage et/ou de flottement. L'application de ces méthodes à une maquette puis la comparaison des résultats expérimentaux et numériques montrent l'incapacité de la première méthode à retrouver l'instabilité de flottement mise en évidence expérimentalement. Par contre, l'intérêt de la deuxième démarche est totalement confirmé.

  • Titre traduit

    Contribution to the study of fluidelastic instabilities of tubular structures under confined axial flow


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Informations

  • Détails : 1 vol. (251 p.)
  • Annexes : 113 ref.

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  • Cote : 624.1 POR
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Cote : PMC RT P6 1994
  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : MT 513
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