Upload
buffy-gardner
View
39
Download
0
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Intéraction Fluide – Structure Souple. Mathieu Durand Alban Leroyer Frédéric Hauville Yann Roux Michel Visonneau. PLAN. les codes fluides et structure le cas test Déformation de maillage Transfert d’effort Couplage Résultats. LMF EMN : ISIS CFD. Contexte général. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Intéraction Fluide – Structure Souple
Mathieu DurandAlban Leroyer
Frédéric HauvilleYann Roux
Michel Visonneau
PLAN
• les codes fluides et structure• le cas test• Déformation de maillage• Transfert d’effort• Couplage• Résultats
LMF EMN : ISIS CFD
Problématique IFSThèse Alban Leroyer Thèse Guillaume de Nayer
Contexte généralSimulations d’écoulements fluides incompressibles isothermes à hauts nombres de Reynolds autour de géométrie complexe
k epsilon - ARAVANTI
Code Structure EF- Membrane (plis)- Coque- Poutres- Câbles- Glissements
Couplé avec Avanti(fluide parfait)
IRENAV - Cas test
Objectif:- Simplicité mise en œuvre- Facile à numériser- Forte interaction fluide structure
Cas Test : Manip oscillante IRENAV
Résultats prochainement: forme 3D, efforts globaux
Le modèle structure
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
0 2 4 6 8 10 12 14
Temps [s]
An
gle
de
ro
tati
on
[d
eg
]
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
Vit
es
se
ro
tati
on
[d
eg
/s]
Rotation imposé numériquement
Axis 0: Measured position (°)
Axis 0: Measured velocity (°/s)
Les difficultés IFS
Poids des lattes : 0,047kg
Poids du tissu : 0,052kg
Masse ajoutée : 0,520kg
Masse ajoutée surfacique
kg/m²
- Déformation importantes- Masse faible- Raideur faible voir nulle dans certains cas haute interaction
Construction du maillage initial
1. Maillage Structure 2. Maillage domaine
3. Maillage fluide surfacique et volumique
Déformation de maillage
Les points ISIS appartiennent aux surfaces domaine
STRUCTURE
DOMAINE
extrusion
paramétrisation
Surface ISIS
Volume ISIS
déformation pseudo-structure& mvt bloc
Transfert d’effort
Objectif
Effort consistant : Efforts calculés par ISIS = Efforts transmis à la structure
Transfert d’effort
Torseur élément ISIS
Torseur élément domaine
Déplacement(découpage)
Efforts aux trois points
Déplacement& Équivalence
Torseur ISIS Torseur StructurePression ISIS Pression Structure
Delta Pression structure
Pression fluide recto / verso
versorectostructure
structure
pppS
nFp
.
couplage
• couplage faible• couplage fort• convergence
Couplage faible
Avance en temps fluide
Avance en temps structure
Transfert d’efforts
Remaillage
ttt
Effort Z , mouvement
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 0.05 0.1 0.15 0.2
Temps de simulation [s]
Fo
rce
s Z
[N
]
-0.01
-0.008
-0.006
-0.004
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
Rotation [deg]
Forces Fluides Totales
Rotation de l'axe
Couplage fort
ttt
Avance en temps fluide
Avance en temps structure
Itération structure
Itération fluide
Convergé? non
oui
Transfert d’efforts
Remaillage
Remaillage
Assurer la convergence
- Sous-relaxation- Ajouter des équations Structure dans le fluide- Ajouter des équations Fluides dans la structure
Newmark
nnt
nt
nnt
nt
nnt
nt
uxx
tuxx
tuxx
1
1
21
..
.
1.
0 F
x
FK
x
FC
x
FM
Mt
Ct
KK ..
1.
.*
2
uKF .* objectif
A. prédiction
B. Correction itérative
Convergence si les matrices sont « correctes »
x
FK fluide
~
x
FC fluide
~
x
FM fluide
~
Mt
Ct
KK ..
1.
.*
2
KCt
Mt
~~.
.
~.
.
12
Matrice d’inertie prépondérante
Matrice de masse ajoutée surfacique
Résultats 1
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Temps de simu [s]
Fo
rce
Z [
N]
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Ro
tati
on
[d
eg]
Efforts ZtotalMvt imposé
Résultats 2
Résultats 3
Conclusion
- Comparaison numérique / expérimentale- Insertion d’ équations fluides plus complètes- Modélisation gréement bateau complet- Possibilités de modéliser un drapeau?
- Capacité à modéliser un cas difficile