Modele numerique de couplage fluide-structure avec application aux moteurs fusee

par EMMANUEL LEFRANCOIS

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Dany Vandromme et de Gouri Dhatt.

Soutenue en 1998

à Rouen .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail de these porte sur le developpement d'un modele numerique de couplage fluide-structure par la methode des elements finis. Un code structure y est developpe afin de pouvoir prendre en compte les non linearites geometriques induites par les grands deplacements et grandes rotations. Un element de type poutre bidimensionnelle et un autre de type coque axisymetrique y sont developpes. Le code fluide simule quant a lui des ecoulements de fluides parfaits, non visqueux et compressibles. La prise en compte de la deformation de certaines parois est faite par l'adoption d'un maillage dynamique. Le respect d'une loi de consistance geometrique permet d'eviter ainsi toute distorsion excessive du maillage fluide. Une technique de capture de chocs est de plus associee pour stabiliser le schema. Le code fluide est developpe aussi bien pour des ecoulements bidimensionnels qu'axisymetriques. Les deux codes sont ensuite valides avec succes sur de nombreux cas-tests. Un cas particulierement interessant d'application des maillages dynamiques y est mene par l'etude du phenomene de booming noise genere par l'entree d'un train a grande vitesse dans un tunnel. Le couplage des deux codes s'effectue par le biais du calcul parallele avec l'utilisation des bibliotheques de calcul pvm et d'une architecture du type master-slaves. Il se base sur une alternance des calculs fluide et structure avec remise a jour des donnees entre chaque code par le biais d'un message passing. Le couplage est valide par la detection numerique des conditions critiques de flutter. Un calcul de couplage fluide-structure est ensuite applique au cas d'un moteur fusee pour differentes configurations physiques, amenant aussi bien a des etats en petits deplacements qu'en grands deplacements et grandes rotations. Une extension aux methodes de developpement spectral selon la direction azimutale est enfin proposee comme etape intermediaire avant un developpement tridimensionnel.


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Informations

  • Détails : 241 p.
  • Annexes : 100 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98/ROUE/S061
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