Modélisation A ============== Caractéristiques de la modélisation ----------------------------------- Le tube est modélisé à l’aide d’éléments de poutre droite de Timoshenko: POU_D_T. Il est décomposé en 270 éléments répartis sur quatre tronçons. Les tronçons :math:`\mathrm{AB}` et :math:`\mathrm{CD}` comprennent chacun 61 éléments, le tronçon :math:`\mathrm{BC}` , 60 éléments et le tronçon :math:`\mathrm{DE}` , 88. Aux points :math:`A` et :math:`D` les degrés de liberté sont bloquésdans les directions :math:`x` , :math:`y` et :math:`z` en translation, et dans la direction :math:`z` en rotation. Conformément aux résultats de la première série d'essais, l’amortissement en fluide au repos est pris égal à 1,3 % et le coefficient de masse ajoutée vaut 2,0711. Caractéristiques du maillage ---------------------------- Le nombre total de nœuds utilisé pour ce maillage est de 271. Les mailles, de type SEG2, sont au nombre de 270. Le fichier de maillage est rédigé au format ASTER. Étapes de calcul ---------------- Le profil de vitesse de l’écoulement et les paramètres prenant en compte le couplage fluide-structure sont définis à l’aide des opérateurs DEFI_FONC_FLUI et DEFI_FLUI_STRU. On calcule les paramètres modaux de la structure en prenant en compte les forces fluide-élastiques à l’aide de l’opérateur CALC_FLUI_STRU. La définition de l'excitation aléatoire est effectuée en faisant appel à l'opérateur DEFI_SPEC_TURB. L'excitation est projetée sur la base modale à l'aide de l'opérateur PROJ_SPEC_BASE. Les interspectres de réponse modale sont calculés à l’aide de l’opérateur DYNA_SPEC_MODAL. On en déduit les autospectres de déplacement aux nœuds en faisant appel à l’opérateur REST_SPEC_PHYS. On ne peut faire le calcul de réponse spectrale que pour une vitesse de l'écoulement à la fois, ainsi ces trois dernières étapes (PROJ_SPEC_BASE, DYNA_SPEC_MODAL, REST_SPEC_PHYS) sont réalisées dans une boucle, dans le fichier de commande, où on parcourt la liste des vitesses de l'écoulement. Valeurs testées --------------- La [:ref:`Figure 5.1-a
`] présente une comparaison du déplacement RMS au point :math:`E` , exprimé en pourcentage du diamètre extérieur du tube, entre: * d’une part la première série d'essais ANL qui a porté sur 3 des tubes instrumentés du faisceau de tubes en similtude d'un faisceau de générateur de vapeur, * et d’autre part la simulation à l’aide de *Code_Aster* . Ces résultats sont présentés en fonction de la vitesse intertube de l'écoulement incident, exprimée en :math:`m/s` . Les résultats expérimentaux ont été obtenus pour des valeurs discrètes de vitesses d'écoulement. Le calcul ayant été mené pour 201 valeurs de vitesses équiréparties sur l'intervalle :math:`[0.5‑2.5m/s]` , le déplacement calculé apparaît comme une courbe continue dans la gamme explorée de vitesses. Expérimentalement comme dans le calcul, on constate l'existence d'une forte augmentation du déplacement RMS. Cette augmentation est associée à une instabilité vibratoire du système dynamique, associée à l'annulation de son amortissement. La vitesse d'écoulement à laquelle se produit cette augmentation est la vitesse d’instabilité du système. Le calcul permet d’estimer cette vitesse à :math:`2m/s` alors que le constat expérimental pronostique une valeur supérieure à :math:`1,8m/s` (les essais d'instabilité sont souvent arrêtés avant que l'instabilité ne soit atteinte pour éviter l'endommagement des structures). Dans cette configuration, l’écart calcul-mesure sur ce résultat essentiel pour la maintenance des tubes de générateurs de vapeur est donc de l’ordre de 10%. .. image:: images/Object_38.svg :width: 591 :height: 407 .. _RefImage_Object_38.svg: **Figure 5.1-a : Déplacement RMS** **au point E, en fonction de la vitesse intertube d'écoulement,exprimé en pourcentage du diamètre extérieur du tube.** Remarques --------- Les déformées modales sous écoulement sont supposées demeurer inchangées par rapport à celles calculées en fluide au repos. Tests de non régression ----------------------- Pour assurer la non régression du code, on utilise les opérateurs TEST_FONCTION et TEST_TABLE dans le fichier de commande. Ces deux opérateurs permettent de tester respectivement, d’une part les valeurs des fréquences propres et des amortissements réduits, et d’autre part le déplacement RMS. La tolérance est fixée à 1E–03 %.