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Interactions fluides-structures

Mis à jour le

Responsable(s) : M. Jean-Francois DEU

  • Cours
Code Cnam : MEC241-LIB
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  • Durée : 50 heures (+/- 10%)
  • A la carte
  • Soir & samedi
  • 6 crédits
  • Présentiel

Présentation

Public, conditions d'accès et prérequis

Prérequis

Avoir des bases (niveau bac+3/4) en mécanique des milieux continus, élasticité linéaire, dynamique des structures, aérodynamique et programmation scientifique (Matlab ou Python)

Objectifs

-Comprendre les mécanismes physiques des interactions fluide-structure dans trois contextes distincts : (i) vibroacoustique, (ii) hydroélasticité sans écoulement et ballottement, (iii) aéro-hydro-élasticité.

-Distinguer les comportements selon la nature de la structure (flexible/rigide) et du fluide (léger/lourd, au repos/en écoulement).

-Maîtriser les hypothèses simplificatrices permettant une modélisation efficace.

-Savoir choisir et mettre en œuvre des méthodes analytiques et numériques adaptées à la résolution de ce type de problèmes.

L'avis des auditeurs

Les dernières réponses à l'enquête d'appréciation pour cet enseignement : Fiche synthétique au format PDF

Compétences et débouchés

Compétences

— Savoir formuler les équations de problèmes d’interaction fluide-structure dans des configurations simples

— Comprendre les limites de validité des modèles simplifiés

— Savoir mettre en œuvre la méthode des éléments finis et la méthode de réduction modale

— Quantifier le bruit rayonné par des structures vibrantes en air et en eau

— Évaluer la réponse dynamique de réservoirs contenant du liquide

— Identifier les risques d’instabilités fluide-structure en phase de conception

— Quantifier les amplitudes vibratoires de structures élancées sous écoulement

— Comprendre la littérature scientifique spécialisée

— Faire le lien entre modélisation académique et applications industrielles

— Adopter une démarche critique sur les hypothèses et résultats

Informations pratiques

Contact

Programme

Contenu

Partie I : Vibroacoustique

— Les équations du problème couplé acoustique-structure 

— Discrétisation éléments finis du problème couplé

— Techniques de réduction modale pour la résolution numérique

— Études de cas

 

Partie II : Hydroélasticité (avec fluide au repos) et ballottement 

— Modélisation du problème de dynamique couplant un liquide au repos et une structure rigide ou déformable

— Calcul des modes de vibration du système couplé et des modes de ballottement

— Études de cas

 

Partie III : Aéroélasticité & hydroélasticité (avec fluide en écoulement)

— Introduction aux vibrations/instabilités sous écoulement 

— Modélisation du chargement fluide et du système couplé

— Étude de cas (aéronautique, naval et génie-civil)

Modalités d'évaluation

Examen sur table de 3h

Deux projets numériques

Bibliographie

  • H.MORAND, R.OHAYON . Interactions fluides-structures, Masson, 1992
  • H.MORAND, R.OHAYON . Fluid structure interaction, Wiley, 1995
  • R.OHAYON, C.SOIZE . Structural acoustics and vibration, Academic press, 1998
  • Y.C.FUNG . An introduction to the theory of aeroelasticity
  • J.R.WRIGHT, J.E.COOPER . Introduction to aircraft aeroelasticity and loads

Formation mère

Interactions fluides-structures

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