PERMAS-FS Interaction Fluide-Structure
PERMAS-FS est un module d'analyse modale qui s'applique à des systèmes couplés fluide-structure (analyse vibro-acoustique). La détermination des modes acoustiques d'un domaine fluide seulement (système decouplé) est également possible. Ce module effectue les réponses dynamiques en fréquence ou au cours du temps sur le système couplé ou decouplé par des méthodes d'integration directe ou de superposition modale.
Le fluide est considéré comme compressible ou incompressible. Toutes les caractéristiques d'amortissement et d'absorption du fluide restent valables pour les analyses decouplées. L'amortissement du fluide peut éventuellement dépendre de la fréquence.
Des fonctionnalités adaptées sont disponibles pour la modélisation des conditions aux limites:
- Les vagues de surface sont représentées par des éléments specifiques.
- Des éléments de couplage assurent la condition d'interface entre le fluide et le solide. Ces éléments sont aussi capables de modéliser des surfaces absorbantes. Il existe également des amortisseurs volumiques (comme les siéges d'une voiture) pour le fluide.
- Des éléments semi-infinis sont disponibles pour les domaines extérieurs non bornés.
- La condition de rayonnement à l'infini est modélisée par des familles d'éléments particuliers, utilisant la théorie de Bayliss-Turkel ou de Engquist-Madya.
Pour les éléments de couplage mentionnés cidessus, la normale de surface doit être orientée du fluide vers la structure. Cette condition est vrifiée de manière automatique afin d'éviter des conflits et des sources d'erreurs dans la condition de couplage entre le fluide et la structure.
Les modes couplés du système complet fluide-structure sont calculés en tenant compte ou non de la compressibilité du fluide. Pour les fluides incompressible, une autre méthode peut être utilisée en ajoutant la masse ajoutée du fluide à la masse du solide:
- La détermination des valeurs propres réelles et des déformées modales du système couplé est basée sur une méthode d'itération simultanée. Il est possible d'indiquer pour la résolution un nombre de modes et/ou une fréquence limite. La formulation spécifique de cet algorithme permet de traiter efficacement de très gros problèmes aux valeurs propres.
- Pour la méthode de la masse ajoutée, l'algorithme standard d'analyse modale pour les structures est utilisé, avec la prise en compte de la masse ajoutée du fluide dans la détermination des modes de la structure.
Le temps de calcul des modes couplés, dans le cas de gros modèles avec un grand nombre de modes peut être diminué drastiquement avec la méthode MLDR.
Pour calculer la réponse dynamique, les méthodes suivantes sont disponibles:
- La réponse dans le domaine temporel (réponse transitoire) est obtenue par intégration modale des équations du mouvement.
- La réponse en fréquence est obtenue par la résolution d'un système linéaire d'équations complexes construit à chaque fréquence d'excitation. En général, les matrices du système à résoudre sont pleines.
La sélection d'un groupe de nœuds et/ou d'éléments permet de réduire considérablement les temps d'exécution nécessaires aux méthodes de superposition modale, en calculant les résultats uniquement sur les composantes de ces groupes. La réponse réduite permet également une réduction importante de l'espace disque.
Les possibilités d'amortissements du problème couplé sont les suivantes:
- Pour la structure:
Amortissement matériau ou structural pour les éléments, dépendant éventuellement de la fréquence, - Pour le fluide:
- surface absorbante à la frontière du fluide,
- amortissement volumique dépendant éventuellement de la fréquence, - Pour le système couplé:
- amortissement visqueux modal.
Les excitations sont définies à partir de cas de charge statique multipliés par des fonctions en fréquences. Les chargements possibles sont:
- les charges décrites dans le module DRA pour le solide,
- des variations de pression imposées pour le fluide.
Des variations de pression imposées pour le fluide.
- déplacements,
- variations de pression,
- vitesses et,
- accélérations.
Ces résultats peuvent être exportés sous forme de diagrammes X-Y fonctions de la fréquence. Résultats complémentaires:
- réactions d'appui,
- contraintes,
- énergie de déformation,
- énergie cinétique,
- densité de puissance sonore,
- vitesse du fluide.
Vous pouvez trouver plus d'informations en l'argus suivant:
