Étude numérique de l'interaction entre un écoulement de type Von-Kármán et une structure élastique

Autor: Ali, Samer, Menanteau, Sébastien, Habchi, Charbel, LEMENAND, Thierry, Harion, Jean-Luc, Elmarakbi, Ahmed
Přispěvatelé: Association Française de Mécanique
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: CFM 2013-21ème Congrès Français de Mécanique
CFM 2013-21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France
Popis: Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; L’amélioration des performances des systèmes échangeant de la chaleur est un enjeu majeur dans de nombreux secteurs industriels. Pour de nombreux procédés, le d’efficacité passe également par l’augmentation des propriétés et de la qualité de mélange. La présente étude a pour objectif d’étudier le mélange d’un scalaire passif réalisé dans un écoulement tourbillonnaire par l’introduction d’un élément flexible. Plus précisément, un cylindre de section carré est inséré dans un écoulement laminaire bidimensionnel. En aval du barreau, une allée tourbillonnaire de Von-Kármán est générée. Les tourbillons successifs présents dans le sillage viennent alors perturber une structure flexible qui entre en oscillation et produit à son tour des structures tourbillonnaires cohérentes. L’étude est réalisée numériquement. L’écoulement, le couplage dynamique-solide ainsi que la déformation de l’élément souple sont simulés au moyen d’un outil développé avec la bibliothèque open source OpenFOAM. La méthode des volumes finis est utilisée pour discrétiser la géométrie. Ensuite, le problème est résolu au moyen d’un solveur instationnaire basé sur l’algorithme PIMPLE pour la résolution de l’écoulement et d’un solveur utilisant une approche partitionnée pour l'interaction fluide-structure, couplé à une déformation du maillage basée sur l'équation de lissage de Laplace et un coefficient variable de diffusion de maillage. Les solveurs et la méthode de couplage utilisés pour la modélisation de l’interaction fluide-structure sont d’abord détaillés, puis les effets de la modification des propriétés élastiques de la structure flexible sur les oscillations et sur la topologie de l’écoulement sont ensuite analysés.
Databáze: OpenAIRE
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