v8.21.200 FDLL200 - Tuyauterie encastrée et libre par poutre fluide-structure#
Résumé:
L’objectif est de calculer le comportement à basse fréquence d’une tuyauterie remplie d’eau. La tuyauterie a une section circulaire; elle est encastrée à une extrémité et libre de l’autre côté.
On utilise les éléments de poutre élasto-acoustique disponible dans Code_Aster qui prennent en compte l’interaction fluide structure (PHENOMENE= “MECANIQUE”, MODELISATION= “FLUI_STRU”).
Les conditions aux limites sont mécaniques pour simuler l’encastrement de la structure, et acoustique pour simuler la condition de réservoir du fluide en ce point (conditions aux limites de pression nulle et de potentiel de déplacement fluide nul).
Le fluide que l’on considère est un fluide lourd de façon à mettre en exergue le phénomène de couplage entre la colonne de fluide et la structure constitutive de la tuyauterie. Les propriétés du fluide et du matériau de la structure sont choisies de manière que la célérité d’une onde se propageant dans le fluide soit la même que la célérité d’une onde mécanique se propageant dans la tuyauterie. Dans ces conditions, le premier mode de la structure résonne à la même fréquence que la colonne de fluide.
La modélisation A se base sur une section constante et une solution analytique exacte existe alors qui fournit la première fréquence propre. Sa comparaison avec les résultats produits par Code_Aster (recherche de valeurs propres) permet de valider la prise en compte du couplage fluide structure dans le sens longitudinal, les effets transversaux étant inexistants dans ce modèle. On teste ainsi partiellement la matrice de raideur et celle de masse.
Les modélisations B et C servent à valider le cas des sections circulaires variables. Dans la première, la section est déclarée de type variable (VARI_SECT=”HOMOTHETIQUE” dans AFFE_CARA_ELEM) mais les paramètres définissent une section constante. La solution est donc la même que pour la modélisation A. Dans la dernière modélisation, la section est réellement variable et on ne fait alors qu’un test de non-régression.