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Publié parBarnabé Charpentier Modifié depuis plus de 10 années
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Journée GDR - 11 juin 2004 Modélisation de limpact dun dièdre sur un plan deau par un couplage en pénalité N.Aquelet, M.Souli, N.Couty
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2 Journée GDR - 11 juin 2004 Quel est lintérêt dune telle approche? Pourquoi sintéresser à limpact entre un dièdre et un plan deau? Réponse: SLAMMING! Mais quest-ce que le slamming?…
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3 Journée GDR - 11 juin 2004 Quel est lintérêt dune telle approche? Modèle 2D
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4 Journée GDR - 11 juin 2004 Plan zQuel est lintérêt dune telle approche? zComment effectuer la modélisation? zPrésentation du Couplage Fluide/Structure zCouplage Fluide/Structure avec amortissement zApplication du couplage avec amortissement à notre problème dinteraction fluide/structure zConclusion
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5 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment fait-on la modélisation? Idée: Transmettre correctement les efforts de couplage entre la structure (coque) et le fluide (eau) coqueeau F eau>>coque F coque>>eau On a besoin de résultats de référence Bibliographie ??? Comment vérifier que les résultats numériques ont un sens physique?
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6 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment fait-on la modélisation? Approche Théorique
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7 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment fait-on la modélisation? Approches théoriques Bibliographie: Quelques résultats théoriques Problème 2D : ( x, y, t ) Dièdre rigide Chute à vitesse constante ( V ) Fluide incompressible, irrotationnel Pas deffets « coussin d air » HYPOTHESES p x ?? Surface libre
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8 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment fait-on la modélisation? Approches théoriques Bibliographie: Quelques résultats théoriques Wagner (1932), Zhao et Faltinsen (1993): Approche asymptotique valide pour (Mpa) (sec) Pression = f(temps) pour en un point fixe du dièdre
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9 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment fait-on la modélisation? Approche Numérique
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10 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment effectuer la modélisation? Approche numérique Problèmes de modélisation: ¶Grandes déformations du fluide ·Interactions Fluide/Structure Solutions envisagées: Approche Lagrangienne ¶Modélisation Lagrangienne du fluide ·Contact ·Contact Fluide/Structure Approche Eulérienne ¶Modélisation Eulérienne du fluide ·Couplage ·Couplage Fluide/Structure Mouvement de la matière Etat n Etat n+1
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11 Journée GDR - 11 juin 2004 Comment effectuer la modélisation? Approche numérique Formulation Lagrangienne Formulation Eulérienne Couplage>>> Couplage>>>transmission des efforts dun nœud structure à une particule fluide contact >>> contact >>>transmission des efforts dun nœud structure à un nœud fluide
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12 Journée GDR - 11 juin 2004 Plan zQuel est lintérêt dune telle approche? zComment effectuer la modélisation? zPrésentation du Couplage Fluide/Structure zCouplage Fluide/Structure avec amortissement zApplication du couplage avec amortissement à notre problème dinteraction fluide/structure zConclusion
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13 Journée GDR - 11 juin 2004 Présentation du Couplage Fluide/Structure À la fin de létat n, une fois le champ de vitesse connu: Vs Vf Calcul de la pénétration d=(Vs-Vf).dt zoom Particule fluide à proximité du nœud structure Au début de létat n+1, Ajout aux efforts s exerçant sur la particule bleue, une force F Si d<0 zoom k F = -k.d Structure
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14 Journée GDR - 11 juin 2004 Présentation du Couplage Fluide/Structure K ??? èObjet de ma thèse èPour le moment, on a choisit: Minimun entre le module de la compressibilité locale du fluide K fluide et la rigidité de la structure K structure : K = min{K fluide, K structure } paramètre de relaxation Quel valeur doit-on donner à K pour respecter la solution physique du problème dinteraction?
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15 Journée GDR - 11 juin 2004 Présentation du Couplage Fluide/Structure K??? Exemple du piston Structure Fluide
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16 Journée GDR - 11 juin 2004 Présentation du Couplage Fluide/Structure K??? Courbe de référence Pression sur le piston Nœuds fluide et structure confondus
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17 Journée GDR - 11 juin 2004 Présentation du Couplage Fluide/Structure K??? Lorsque K est trop petit, il y a des fuites:Ici, K semble correct,... : Couplage en pénalité
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18 Journée GDR - 11 juin 2004 Présentation du Couplage Fluide/Structure K??? Courbe de référence Couplage en pénalité oscille fortement …..mais la pression oscille fortement
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19 Journée GDR - 11 juin 2004 Plan zQuel est lintérêt dune telle approche? zComment effectuer la modélisation? zPrésentation du Couplage Fluide/Structure zCouplage Fluide/Structure avec amortissement zApplication du couplage avec amortissement à notre problème dinteraction fluide/structure zConclusion
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20 Journée GDR - 11 juin 2004 Couplage avec amortissement C k d Force dinertie Force dissipative Force de rappel
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21 Journée GDR - 11 juin 2004 Couplage avec amortissement Courbe de référence Superposition des courbes! Les oscillations sont amorties
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22 Journée GDR - 11 juin 2004 Plan zQuel est lintérêt dune telle approche? zComment effectuer la modélisation? zPrésentation du Couplage Fluide/Structure zCouplage Fluide/Structure avec Amortissement zApplication du couplage avec Amortissement au problème dinteraction fluide/structure zConclusion
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23 Journée GDR - 11 juin 2004 Application du amortissement au slamming Courbe théorique p x Problème 2D : ( x, y, t ) Dièdre rigide Chute à vitesse constante ( V ) Fluide incompressible, irrotationnel Pas deffets « coussin d air »
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24 Journée GDR - 11 juin 2004 Comparaison Pression avec amortissement / sans amortissement
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25 Journée GDR - 11 juin 2004 Comparaison Courbes numérique / théorique (Sec) ( Mpa)
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26 Journée GDR - 11 juin 2004 Plan zQuel est lintérêt dune telle approche? zComment effectuer la modélisation? zPrésentation du Couplage Fluide/Structure zCouplage Fluide/Structure avec amortissement zApplication du couplage avec amortissement à notre problème dinteraction fluide/structure zConclusion
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27 Journée GDR - 11 juin 2004 Conclusion zLintroduction de lamortissement dans le couplage en pénalité permet de dissiper oscillations numériques zAmélioration du calcul de K Perspectives intéressantes et recherchées actuellement: Mise en œuvre dune méthode de calcul de K Implémentation dun programme de calcul de K
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28 Journée GDR - 11 juin 2004 Perspectives V Rigid wall H?
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29 Journée GDR - 11 juin 2004 Perspectives Répartition de la fraction volumique?
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30 Journée GDR - 11 juin 2004 Perspectives 0.3 0.5 0.71 1 11 00 0 eau air Calcul de la position de la surface libre par la méthode de Young (VOF: Volume Of Fluid ) La méthode de Young donne la pente de la droite en utilisant la répartition de la fraction volumique dans les 9 cellules ?
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31 Journée GDR - 11 juin 2004 ? ? ? ? ?? ?? ? Fuel Air Interface matérielle ou structure «Inverse de la méthode de Young (VOF) » Algorithme dinitialisation des fractions volumiques
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32 Journée GDR - 11 juin 2004 Perspectives
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