Simulation numérique du comportement Vibratoired’un faisceau de tubes sous L’effet d’un écoulement de fluide

Abstract

Le couplage dynamique entre un fluide et un solide est au cœur de nombreuses problématiques dans les domaines : maritime, biomédical, pétrolier, nucléaire et génie civil. Le maintien en conditions de sécurité de certains systèmes requiert la maitrise et la connaissance du comportement vibratoire lors d’un couplage fluide –élastique. On se propose dans ce travail, l’analyse du comportement vibratoire d’un faisceau de tube sous l’effet de vortex générés par le phénomène de lâchers tourbillonnaires. Alors que la vitesse de l’écoulement augmente ou diminue la fréquence des détachements tourbillonnaires peut approcher la fréquence naturelle du corps élastique de sorte qu’un phénomène de synchronisation des fréquences prend naissance. Ce comportement se traduit par des vibrations d’amplitude catastrophiques pouvant conduire à la rupture du système. Dans ce travail, nous avons adopté une méthode de couplage dans un seul sens. En plus de l’effet de la vitesse d’écoulement, on a pu vérifier l’effet de la distance entre les cylindres leur conséquence sur le comportement vibratoire.

The dynamic coupling between a fluid and a solid is at the heart of many problems in the fields: maritime, biomedical, oil, nuclear and civil engineering. Maintaining certain systems in safe conditions requires mastery and knowledge of the vibratory behavior during a fluid-elastic coupling. We propose in this work, the analysis of the vibratory behavior of a tube bundle under the effect of vortices generated by the phenomenon of vortex releases. While the velocity of the flow increases or decreases the frequency of vortex detachment can approach the natural frequency of the elastic body so that a frequency synchronization phenomenon takes place. This behavior results in catastrophic amplitude vibrations that can lead to system failure. In this work, we adopted a one-way coupling method. In addition to the effect of the flow velocity, it was possible to verify the effect of the distance between the cylinders their consequence on the vibratory behavior.