Nos tutelles

Rechercher




Accueil > Thèmes de recherche

Dynamique des Structures et des Fluides et Acoustique

par Alexandre MARTIN, Anne-Lise GLOANEC - publié le , mis à jour le

Responsable : Philippe LAFON

L’Opération de Recherche n°2 de l’IMSIA est dédiée à la dynamique en général, aussi bien pour les systèmes mécaniques en vibration que pour les systèmes fluides oscillants et transitoires. Le couplage entre ces phénomènes conduit aussi aux problématiques en Interaction Fluide-Structure (IFS) et en vibroacoustique. Cinq thématiques sont identifiées pour structurer l’ensemble des activités de l’OR2.

1. Vibrations

Cette thématique concerne les problèmes de vibration des structures sans interaction avec les fluides :

  • Régimes non-linéaires : modèles de cordes non-linéaires, modes non-linéaires, transition à la turbulence d’ondes.
  • Identification de modèles : méthodes de réduction et de sous-structuration, paramétrage de modèles robustes aux perturbations, applications aux structures industrielles.

2. Écoulements séparés et turbulence

Cette thématique concerne l’étude des instabilités dans les écoulements, de la turbulence développée et de son influence sur la dynamique de particules lourdes :

  • dans les régimes à bas nombre de Reynolds, nous étudions la transition à la turbulence dans des écoulements cisaillés et magnétohydrodynamiques. A plus grand nombre de Reynolds, des instabilités sont encore présentes dans les sillages de corps bi et tridimensionnels, notamment pour des applications dans le domaine des transports.
  • dans le cas de la turbulence pleinement développée on vise des applications aux vibrations de structures élancées sous écoulement en lien avec les activités d’interactions fluide-structure du laboratoire.
  • l’influence de la turbulence sur la dynamique de particules lourdes est aussi étudiée pour fournir des données d’entrées à des modèles théoriques et numériques.

3. Interactions Fluide/Structure

Cette thématique concerne les problèmes d’interaction entre les structures vibrantes et les écoulements turbulents stationnaires :

  • Flottement de structures piézoélectriques : application à la récupération d’énergie.
  • Efforts fluides et instabilités de structures vibrantes : application aux vibrations de faisceaux sous écoulement transversal, longitudinal ou oblique.
  • Modélisations et méthodes numériques pour l’IFS : modèles de vibrations de faisceaux sous écoulements, méthodes de couplages entre codes de calcul, réduction de modèles.

4. Écoulements diphasiques et transitoires fluides

Cette thématique concerne les écoulements diphasiques et les problèmes d’interaction entre les structures vibrantes et les écoulements transitoires :

  • Écoulements diphasiques et cavitation : modèles multi-fluides et multiphasiques, systèmes à 5, 6, 7 équations.
  • Transitoires fluides : modélisation des coups de bélier de condensation et des ondes de dépressurisation dans les circuits industriels.

5. Acoustique, aéro-acoustique et vibro-acoustique

Cette thématique concerne les problèmes de propagation acoustique en interaction avec les structures ou avec les fluides :

  • Acoustique musicale : amortissement dans les plaques minces, rayonnement et directivité, application au haut-parleur.
  • Bruit des éoliennes : couplages modèles de source/modèle de propagation, propagation acoustique dans l’atmosphère et effets météorologiques.
  • Aéroacoustique des écoulements internes : bruit de cavité et application aux organes de type vannes et soupapes sur les circuits industriels.
(a) Système de Couette plan pour l’étude de la transition à la turbulence, visualisation de la croissance d’un spot turbulent dans le cisaillement laminaire. (b) Les 2 modes de sillages asymétriques haut et bas d’un corps 3D (Re = 105) avec effet de sol, visualisation par cavitation, champ de vitesse PIV et schémas de la topologie 3D de chaque mode.