4. Modélisation B#
4.1. Caractéristiques de la modélisation#
La modélisation B est identique à la modélisation A (cf paragraphe [§3.1]), mais on utilise cette fois une représentation simplifiée du faisceau.
On désigne un groupe de mailles correspondant à l’un des tubes, qui définit la seule classe d’équivalence pour tous les tubes du faisceau. La géométrie du faisceau est définie en donnant les coordonnées des centres des tubes dans le plan orthogonal au faisceau. On suppose ensuite, dans la résolution du couplage fluide-structure, que tous les tubes ont la même déformée modale, qui est celle du tube définissant la classe d’équivalence. En effet, le mode étudié correspond à un mouvement d’ensemble des tubes du faisceau.
Les évolutions de la fréquence et de l’amortissement réduit des deux premiers modes de flexion du faisceau sont calculées pour des vitesses moyennes d’écoulement variant de \(0\) à \(\mathrm{10 }m/s\) par pas de \(\mathrm{1 }m/s\) . On tient compte d’un amortissement réduit initial de 12,3%.
Compte tenu de la nature du mode étudié (mode d’ensemble du faisceau), la modélisation B doit conduire à des résultats très proches de ceux de la modélisation A.
4.2. Caractéristiques du maillage#
Les caractéristiques du maillage de cette seconde modélisation sont les mêmes que celle de la modélisation A, soit:
459 noeuds utilisés et 470 mailles de type SEG2.
Le fichier de maillage est au format ASTER.
4.3. Etapes de calcul#
Les fonctionnalités que l’on souhaite valider sont les mêmes que celles énumérées pour la modélisation A (cf paragraphe [§3.3]), mais en utilisant cette fois une représentation simplifiée du faisceau.
La définition des paramètres prenant en compte le couplage fluide-élastique d’une représentation simplifiée du faisceau est réalisée avec l’opérateur DEFI_FLUI_STRU, mot-clé facteur FAISCEAU_AXIAL.
Le c alcul des évolutions des fréquences et amortissements réduits modaux en fonction de la vitesse moyenne de l’écoulement, par la mise en œuvre du modèle MEFISTEAU s’appuyant sur une représentation simplifiée du faisceau est effectué par l’opérateur CALC_FLUI_STRU.
4.4. Valeurs testées#
Les tests portent sur les fréquences et amortissements réduits des deux premiers modes de flexion du faisceau, à la vitesse moyenne d’écoulement de \(\mathrm{4 }m/s\) . Les mesures expérimentales ne concernent que les caractéristiques du premier mode de flexion vibrant suivant le plus grand côté de l’enceinte. Ce mode est le premier déterminé par le calcul. On effectue deux types de test :
un test de comparaison avec les valeurs expérimentales sur le premier mode,
un test portant sur les deux premiers modes afin de garantir la non régression du code.
4.4.1. Fréquences des deux premiers modes de flexion du faisceau#
Test de comparaison avec l’expérience sur le premier mode :
La tolérance d’écart relatif par rapport à la valeur expérimentale vaut 10%.
Numéro du mode |
Valeur expérimentale |
Valeur calculée |
Ecart relatif |
1 |
4,47 \(\mathrm{Hz}\) |
4,735 \(\mathrm{Hz}\) |
5.90% |
4.4.2. Amortissements réduits des deux premiers modes de flexion du faisceau#
Test de comparaison avec l’expérience sur le premier mode :
La tolérance d’écart relatif par rapport à la valeur expérimentale vaut 20%.
Numéro du mode |
Valeur expérimentale |
Valeur calculée |
Ecart relatif |
1 |
19 % |
22.6474% |
19.20% |