Influence de la gravite sur les vibrations lineaires d'une structure elastique contenant un liquide incompressible

• Auteur / Autrice : Jean-Sébastien Schotté
• Direction : Roger Ohayon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Résumé

Cette etude a pour objet l'analyse vibratoire basse frequence des interactions fluide-structure dans un reservoir deformable partiellement rempli par un liquide incompressible non visqueux. L'originalite de ce travail est de conserver l'integralite des effets de la gravite dans la modelisation afin de tenir compte du couplage fort entre le ballottement de la surface libre du liquide et les deformations hydroelastiques du reservoir, alors que les methodes traditionnelles apprehendent ces deux phenomenes sur des plages de frequence supposees distinctes et sous certaines hypotheses reductrices. La gravite agissant comme une precontrainte dans la structure et dans le fluide, le formalisme grands deplacements en coordonnees lagrangiennes est utilise. La linearisation des termes non lineaires obtenus dans la formulation variationnelle symetrique du probleme fait apparaitre un operateur de rigidite dependant de la gravite, appele operateur d'elastogravite. L'etude de cet operateur et de ses modes rigides a montre que la prise en compte de la gravite dans la modelisation hydroelastique permet d'obtenir des resultats coherents dans le calcul des mouvements d'ensemble d'un systeme fluide-structure libre dans l'espace, ce qui n'etait pas le cas avec les methodes classiques. Apres discretisation par elements finis, la methode est validee sur differents cas tests et appliquee sur un modele semi-industriel.