Fluid Structure Interaction for Hydraulic Problems

Interaction Fluide Structure pour les problèmes d’Hydraulique

¹ Université de Lille, LML
e-mail : mhamed.souli@univ-lille1.fr
² Livermore Software Technology
e-mail : aquelet@lstc.com

Abstract

Fluid Structure interaction plays an important role in engineering applications. Physical phenomena such as flow induced vibration in nuclear industry, fuel sloshing tank in automotive industry or rotor stator interaction in turbo machinery, can lead to structure deformation and sometimes to failure.

In order to solve fluid structure interaction problems, the majority of numerical tests consists in using two different codes to separately solve pressure of the fluid and structural displacements. In this paper, a unique code with an ALE formulation approach is used to implicitly calculate the pressure of an incompressible fluid applied to the structure. The development of the ALE method as well as the coupling in a computational structural dynamic code, allows to solve more large industrial problems related to fluid structure coupling.

Résumé

L’interaction fluide structure joue un rôle très important dans la résolution de problèmes provenant des industries automobile, nucléaire ou aéronautique. Comme exemple, on peut citer les problèmes de ballottement dans les réservoirs de stockage, les applications en turbo-machines, ainsi que les vibrations de tubes soumis aux écoulements turbulents dans les générateurs de vapeurs. Dans ces applications, on peut rencontrer des phénomènes de rupture ou de fatigue des structures.

La résolution des problèmes d’interaction fluide structure nécessite un solveur fluide et un solveur solide, ainsi que le développement de la formulation Arbitraire Lagrange Euler dans le solveur fluide. Dans ce papier, on présente un solveur semi implicite des équations de Navier Stokes, développé dans un code de calcul de structures, ainsi que le couplage avec la structure. Ce développement permet la résolution des problèmes d’interaction fluide structure.