Extrapolation au réel des mesures de pression obtenues sur des cuves modèle réduit

by Jean-Baptiste Deuff

Doctoral thesis in Dynamique des fluides et des transferts

Under the supervision of Alain Clément and Pierre Ferrant.

  • Alternative Title

    Full scale extrapolation of pressure measurements obtained with model scale tanks


  • Abstract

    Full Scale extrapolation of pressure measurements obtained with model scale tanks. The work presented in this manuscript aims at a better comprehension of the hydroelastic phenomena occurring in the Liquified Natural Gas tanker at full scale during sloshing impacts. The existing 2D Smooth Particles Hydrodynamics (SPH) solver has then been enhanced with inspiration of Finite-Volume formalism especially around the works linked with the Riemann solvers. The fluid SPH code is then naturally extended to a structural code. The coupling procedure between the two existing codes is then naturally obtained which is the main advantage of using the SPH method in a fluid-structure context. Some very classical benchmarks are developed in comparison with analytical codes, Finite Elements and experiments. The classical case of hydrodynamic impact is detailed for a rigid structure. The structural code is validated on several benchmarks representatives of different modes which can be simulated with the SPH method. The case of the hydrodynamic impact is presented in a fluid-structure coupled way with a solid mass and then with a plate. A chapter is dedicated to experimental comparisons. The last part of this thesis is dedicated to a more industrial use of the developed code. An idealisation of the sloshing impact by a hydrodynamic impact is given. Some other idealisations are proposed to study the problem further. Some LNG insulation impacts are presented and allow a better comprehension of the hydroelastic phenomena when idealisation is still correct


  • Abstract

    Le travail de thèse présenté dans ce mémoire vise à une meilleure compréhension du phénomène hydroélastique lors des impacts de sloshing à l’échelle une dans les cuves de méthanier. Pour cela, une amélioration du solveur Smooth Particles Hydrodynamics (SPH) 2D existant a été menée en s’inspirant du formalisme Volumes-Finis et plus particulièrement des travaux développés autour des solveurs de Riemann. Le code SPH fluide est alors étendu à un code structure de manière très naïve. Disposant d’un même outil pour résoudre le problème fluide et le problème structure, le couplage se fait naturellement ce qui constitue le principal avantage de la méthode SPH en couplage fluide-structure. Des tests de validation classiques sont alors développés en comparaison avec des codes analytiques, Eléments-Finis et des expériences. Le cas classique de l’impact hydrodynamique est détaillé pour une structure rigide. Le code structure est alors validé sur différents cas-tests qui sont représentatifs des différents régimes simulables par SPH. Le cas de l’impact hydrodynamique est repris en simulation couplée fluide-structure avec une structure massive puis avec une plaque. Un chapitre est dédié à des comparaisons expérimentales. La dernière partie de cette thèse est dédiée à une utilisation plus industrielle du code développé. Une idéalisation de l’impact de sloshing par un impact hydrodynamique est donnée. D’autres idéalisations sont proposées pour pousser l’étude encore plus loin. Des cas d’impacts d’une isolation de méthanier sont présentés et permettent d’appréhender le phénomène hydroélastique dans le cas où l’idéalisation est correcte

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Informations

  • Details : 1 vol. (209 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 205-209

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  • Library : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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  • Odds : Th. 2257 bis
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