Etude du couplage fluide- structure Application d’une structure plaque immergée

Abstract

L’étude présentée dans ce mémoire concerne l’étude du comportement dynamique d’une plaque mince immergée totalement ou partiellement dans un fluide. L’immersion de la plaque dans le fluide crée une interaction « fluide-structure » qui se traduit par une augmentation de la masse du système connue sous le nom de masse ajoutée. Les lois de comportement ont été établies par la relation déplacements-contraintes pour la plaque, et les équations de conservation de la masse et de la quantité du mouvement pour le fluide et le couplage du à l’interaction fluide structure est pris en compte en considérant la condition de non glissement au niveau de l’interface. La modélisation de la plaque est faite par la méthode des éléments finis et celle du fluide par la méthode des éléments aux frontières (BEM). Les équations différentielles du mouvement de la structure dans l’air ont été établies. La détermination des équations de couplage nous ont permis de calculer la masse ajoutée générée par le fluide, et par conséquent aboutir à un système d’équations différentielles qui caractérise le comportement dynamique des deux milieux. Les fréquences propres de la plaque immergée correspondant aux six premiers modes sont calculées à l’aide d’un programme élaboré sous Matlab. Après avoir étudié la convergence et validé le programme avec plusieurs articles, plusieurs exemples ont été étudiés. L’étude de ces exemples nous ont permis de déterminer l’influence des paramètres physiques et géométriques de la plaque immergée. Parmi ces paramètres nous citons la variation de la longueur d’immersion de la plaque dans le fluide, des rapports épaisseur sur la longueur, largeur sur la longueur, hauteur d’immersion sur longueur.