Analyse modale d'une structure industrielle avec prise en compte du couplage fluide/structure

Modal analysis of an industrial structure with fluid-structure interaction

¹ DCN Propulsion, Service Scientifique et Technique, 44620 La Montagne, France
² École Centrale de Nantes, Laboratoire Mécanique Matériaux, 1 rue de La Noë, 44321 Nantes Cedex, France

Auteur de correspondance : jean-francois.sigrist@dcn.fr

Reçu : 15 Décembre 2003
Accepté : 2 Juillet 2004

Résumé

Nous présentons une analyse modale d'une structure industrielle couplée avec un fluide, en utilisant les techniques numériques de calculs couplés fluide/structure. Compte tenu de la nature axisymétrique de la géométrie et de la nature non axisymétrique des équations de couplage, la modélisation du problème est réalisée au moyen d'éléments finis axisymétriques développés en série de Fourier. Un code de calcul est implanté dans Matlab pour permettre l'analyse modale de la structure. Différentes formulations du problème sont comparées ; les résultats de calcul Matlab sont comparés avec les résultats de calculs obtenus avec le code généraliste Ansys. Les développements mis en œuvre pour cet exemple seront à terme intégrés dans le code Ansys pour l'étude de problèmes couplés en pression/déplacement avec développement en série de Fourier.

Abstract

This paper gives an example of numerical methods with finite element coupling for the numerical study of an industrial fluid/structure coupled problem. The problem is solved by coupling a finite element discretization of both fluid and structure domain. The coupled system is described in terms of pressure and displacement for the fluid and structure problem. The unknown degrees of freedom are expanded in a Fourier serie. A numerical code is developed in Matlab in order to perform the modal analysis of the coupled problem. Numerical calculations are performed and compared with the Ansys code in order to validate our numerical developments.