Simulation numérique et modélisation de la turbulence statistique et hybride dans un écoulement de faisceau de tubes à nombre de Reynolds élevé dans le contexte de l'interaction fluide-structure

par Thibaud Marcel

Thèse de doctorat en Dynamique des Fluides

Sous la direction de Marianna Braza et de Franck Baj.

Soutenue le 16-11-2011

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    La prédiction des instabilités fluide-élastique qui se développent dans un faisceau de tubes est importante pour la conception des générateurs de vapeur dans les centrales nucléaires, afin de prévenir les accidents liés à ces instabilités. En effet, ces instabilités fluide-élastique, ou flottements, conduisent à une fatigue vibratoire des matériaux, voire à des chocs entre les tubes, et par la suite, à des dégâts importants. Ces aspects sont d'une grande complexité pour les applications scientifiques impliquant l'industrie nucléaire. Le présent travail est issu d'une collaboration entre l'EDF, le CEA et l'IMFT. Elle vise à améliorer la simulation numérique de cette interaction fluide- structure dans le faisceau de tubes, en particulier dans la gamme de paramètres critiques favorisant l'apparition d'un amortissement négatif du système et de l'instabilité fluide-élastique.

  • Titre traduit

    Numerical simulation, statistical and hybrid turbulence modelling in a tube bundle under crossflow at high Reynolds number in the context of fluid-structure interaction


  • Résumé

    The prediction of fluid-elastic instabilities that develop in a tube bundle is of major importance for the design of modern heat exchangers in nuclear reactors, to prevent accidents associated with such instabilities. The fluid-elastic instabilities, or flutter, cause material fatigue, shocks between beams and damage to the solid walls. These issues are very complex for scientific applications involving the nuclear industry. This work is a collaboration between EDF, CEA and IMFT. It aims to improve the numerical simulation of the fluid-structure interaction in the tube bundle, in particular in the range of critical parameters contribute to the onset of damping negative system and the fluid-elastic instability.

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