Instabilités locales et globales en interaction fluide-structure

par Olivier Doaré

Thèse de doctorat en Sciences appliquées, génie mécanique, construction mécanique

Sous la direction de Emmanuel, de Langre.

Soutenue en 2001

à Palaiseau, Ecole polytechnique .


  • Résumé

    Cette thèse propose un lien entre deux formulations classiques en interaction fluide-structure: l'approche locale (point de vue "onde") et l'approche globale (point de vue "mode"). Le probléme particulier qui est abordé est celui des instabilités de tuyaux flexibles avec écoulement interne, notamment celle couramment appelée "instabilité du tuyau d'arrosage". Au cours du premier chapitre, une nouvelle méthode permettant d'obtenir les fréquences propres et modes propres du tuyau est détaillée. Celle-ci effectue le bilan du trajet des ondes et de leurs réflexions aux extrémités et permet, lorsqu'une instabilité globale est identifiée, de l'attribuer soit aux ondes instables, soit à un éventuel gain aux extrémités. Le deuxième chapitre évoque, aux vues des résultats du premier chapitre, l'existence possible d'un système globalement instable bien que localement stable, ce qui est illustré par le cas du tuyau sur fondation élastique. Il est alors établi que la condition nécessaire pour observer à la fois instabilité globale et stabilité locale est l'existence de fréquences réelles pour lesquelles toutes les ondes sont spatialement neutres. Les réflexions d'ondes sont alors le moteur de l'instabilité. Enfin, au cours du troisième chapitre, le cas du tuyau suspendu est abordé. Celui-ci présente la particularité d'avoir une tension variable. Il est alors observé expérimentalement que les tuyaux suspendus atteignent un régime asymptotique aux grandes longueurs. Le critère local de stabilité des ondes de flexion permet une interprétation physique du phénomène et permet d'en établir un modèle simplifié très satisfaisant. Bien qu'appliquée aux instabilités de tuyaux flexibles avec écoulement interne, cette thèse présente des résultats génériques applicables à tous les systèmes pouvant être décrits par des équations d'amplitude unidimensionelles.

  • Titre traduit

    Local and global instabilities in fluid-structure interaction


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Informations

  • Détails : 1 vol. (178 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 51 réf.

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  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : G2A 279/2001/DOA
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