Interaction fluide/structure dans le domaine des moyennes fréquences

Fluid-structure interaction in the mid-frequency domain

¹ Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes, UMR CNRS 5513, École Centrale de Lyon, LTDS, 36 avenue Guy de Collongue, 69134 Écully Cedex, France
² Service Vibro-acoustique et dynamique rapide, EADS Astrium ST, 66 route de Verneuil, 78130 Les Mureaux, France

Auteur de correspondance : Marie.de-Rochambeau@ec-lyon.fr

Reçu : 30 Septembre 2008
Accepté : 18 Décembre 2008

Résumé

Le présent article traite des interactions fluide/structure dans le domaine des moyennes fréquences. En effet, dans ce domaine fréquentiel, il n'est pas possible de modéliser un système fluide/structure en FEM car la densité modale du milieu fluide est trop importante, ni de le modéliser en SEA car cette modélisation ne serait pas valide. Une méthode hybride FEM/SEA est donc développée : la méthode SEA-like. La méthode SEA-like est une méthode énergétique dont la matrice est calculée avec des méthodes de type "basses fréquences". Les coefficients SEA-like sont calculés avec une condensation dynamique afin de prendre en compte la densité modale importante dans le système. Dans cet article, la matrice SEA-like d'un système couplé plaque/cavité est calculé avec une analyse modale. On obtient alors une expression simplifiée des coefficients SEA-like. La matrice SEA-like est alors validée dans le domaine des basses fréquences avec modélisation FEM du système couplé et dans le domaine des hautes fréquences avec une modélisation SEA du système couplé.

Abstract

The modelling of the fluid-structure interaction in the mid-high frequency domain is problematic. Indeed, the modal density of the fluid media does not allow the modelling of the fluid-structure system with FEM or modal analysis because the calculation would not be efficient. The SEA cannot be used either because this method is not precise in the Mid-Frequency domain. A hybrid FEM-SEA method is therefore developed: the SEA-like method. The SEA-like method is an energetic method which coefficients are calculated with low-frequency methods. The high modal density of the fluid-structure coupled system is treated using sub-structuration in the calculation of the SEA-like coefficients. Here, a modal analysis is used to calculate the SEA-like matrix of a panel-cavity coupled system. A simplified expression of the SEA-like coefficients is therefore obtained. The SEA-like matrix of the coupled system is then validated in both low- and high-frequency domains using respectively FEM and SEA models.