Influence de l’interaction fluide-structure sur le comportement vibratoire d’une conduite en flexion

Abstract

Le travail présenté concerne l’étude vibratoire d’un tuyau de transport du fluide (fluide interne) avec une vitesse d’écoulement constante. Le fluide circulant dans la conduite a le même mouvement flexionnel que celui de la structure, il crée une interaction « fluide-structure » qui se traduit par une diminution de la rigidité et par un amortissement de la structure conduite-fluide Une étude théorique est faite pour la détermination des équations de mouvement de système fluide structure à partir de couplage entre les équations d’équilibre et une autre étude pour l’établissement des énergies cinétique et de déformation du système (fluide, structure) nécessaire à la détermination des équations de mouvement sous forme matricielle. La modélisation du liquide solide est faite par la méthode des éléments finis standards, un élément fini de type poutre à deux degrés de liberté par noeud a été utilisé. Les fréquences propres du système 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 structure couplée sur le paramètre de fréquence. Parmi ces paramètres nous citons la vitesse d’écoulement, la masse volumique, le module d’élasticité, la longueur du tuyau et les conditions aux limites.