Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
SDLL105 Tuyau soumis à des sources d'excitations fluides aléatoires
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
J. PIGAT Clé
:
V2.02.105-B Page :
1/6
Organisme(s) : EDF/RNE/AMV
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
Document V2.02.105
SDLL105 - Tuyau soumis à des sources
d'excitations fluides aléatoires
Résumé :
Une tuyauterie droite encastrée à une extrémité dans la paroi d'un réservoir et supportant une masse à l'autre
extrémité est soumise à une excitation fluide.
L'excitation est définie par sa densité spectrale de puissance sous forme d'un "bruit blanc".
Elle couvre tous les types de source implantés dans le code :
·
source de débit-volume,
·
source de débit-masse,
·
source de pression,
·
source de force,
·
effort imposé.
On s'intéresse à la densité spectrale de puissance de la réponse en un degré de liberté de pression situé sur le
noeud supportant la masse.
La réponse dynamique aléatoire est donnée ici en mouvement absolu.
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
HT-62/01/012/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
SDLL105 Tuyau soumis à des sources d'excitations fluides aléatoires
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
J. PIGAT Clé
:
V2.02.105-B Page :
2/6
1
Problème de référence
1.1 Géométrie
4.0 m
6.0 m
tronçon acoustique
tronçon acoustique-mécanique
SOURCE
Réservoir
dx
m = 10 kg
Tuyau de section circulaire :
Diamètre extérieur : 0.1 m
Epaisseur : 3 mm
On ne tient pas compte du champ de pesanteur.
1.2
Propriétés de matériaux
Module d'Young du tuyau :
E = 2.1 E+11 N
Coefficient de compressibilité du tuyau :
= 0.3
Masse volumique du tuyau :
= 7800 kg/m3
Masse volumique du fluide :
f = 8.3 kg/m3
Célérité du fluide :
c = 495 m/s
1.3
Conditions aux limites et chargements
Les DDL dy, dz, drx, dry, drz sont bloqués pour tout le tuyau.
Sur le tronçon acoustique dx est également bloqué et les seuls DDL libres sont PRES et PHI.
A l'extrémité du côté réservoir : PRES = 0. PHI = 0.
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
HT-62/01/012/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
SDLL105 Tuyau soumis à des sources d'excitations fluides aléatoires
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
J. PIGAT Clé
:
V2.02.105-B Page :
3/6
2
Solution de référence
2.1
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence
Aucune solution de référence. Les valeurs testées pour la non-régression sont celles obtenues avec la
version 3.02.17.
2.2
Résultats de référence
Densité spectrale de puissance de la pression au noeud à l'extrémité droite du tube, aux fréquences
10, 12, 14, 36, 38, 40 Hz. Ces fréquences sont proches des deux fréquences propres prises en
compte (12.38 et 37.36 Hz).
2.3 Références
bibliographiques
[1]
C. DUVAL "Réponse dynamique sous excitations aléatoires dans le Code_Aster : principes
théoriques et exemples d'utilisation" - Note HP-61/92.148
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
HT-62/01/012/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
SDLL105 Tuyau soumis à des sources d'excitations fluides aléatoires
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
J. PIGAT Clé
:
V2.02.105-B Page :
4/6
3 Modélisation
A
3.1
Caractéristiques de la modélisation
4.0 m
6.0 m
dx
A7
A6
A5
A4
AM5 AM6 AM7 AM8 AM9 AM10
AM4
A3A2 A1 AM1AM2 AM3
Eléments utilisés pour les tuyaux : FLUI_STRU
Elément utilisé pour la masse en AM10 : DIS_T
Dans tous les cas de calcul, la densité spectrale excitatrice est un bruit blanc de niveau 1.
Les sources de débit-volume et débit-pression sont appliquées au noeud AM1.
Les sources de masse et de force sont appliquées entre les noeuds AM1 et AM2.
Le dernier cas de calcul correspond à une force imposée au noeud AM10 dans le sens dx.
Les modes propres de fréquence dans l'intervalle [0, 100 Hz] ont été pris en compte dans le calcul,
soit les deux premiers modes.
L'amortissement est introduit sous forme modale dans l'opérateur de réponse dynamique aléatoire.
Pour tous les cas de calcul, il est pris égal à 1%
3.2
Caractéristiques du maillage
Nombre de noeuds : 17
Nombre de mailles et types : 16 SEG2, 1POI1
3.3 Fonctionnalités
testées
Commandes
MODE_ITER_SIMULT
DEFI_INTE_SPEC CONSTANT
DYNA_ALEA_MODAL EXCIT GRANDEUR
:
'SOUR_DEBI_VOLU'
GRANDEUR
:
'SOUR_DEBI_MASS'
GRANDEUR
:
'SOUR_PRESS'
GRANDEUR
:
'SOUR_FORCE'
GRANDEUR
:
'EFFO'
REPONSE
REST_SPEC_PHYS
3.4 Remarques
Les densités spectrales de source fluide sont exprimées dans leurs unités physiques. Pour une source
de débit volume en (m3/s)2/Hz.
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
HT-62/01/012/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
SDLL105 Tuyau soumis à des sources d'excitations fluides aléatoires
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
J. PIGAT Clé
:
V2.02.105-B Page :
5/6
4
Résultats de la modélisation A
4.1
Valeurs de non-régression testées
Valeurs de la densité spectrale d'accélération au point PB25 :
Fréquence
Type de source
Aster
10 Hz
SOUR_DEBI_VOLU
9.1954E+11
12 Hz
SOUR_DEBI_VOLU
4.3709E+13
14 Hz
SOUR_DEBI_VOLU
3.6428E+12
36 Hz
SOUR_DEBI_VOLU
1.1142E+13
38 Hz
SOUR_DEBI_VOLU
3.6976E+13
40 Hz
SOUR_DEBI_VOLU
2.6238E+12
10 Hz
SOUR_DEBI_MASS
1.3347E+10
12 Hz
SOUR_DEBI_MASS
6.3448E+11
14 Hz
SOUR_DEBI_MASS
5.2879E+10
36 Hz
SOUR_DEBI_MASS
1.6173E+11
38 Hz
SOUR_DEBI_MASS
5.3675E+11
40 Hz
SOUR_DEBI_MASS
3.8088E+10
10 Hz
SOUR_PRESS
9.5991E+00
12 Hz
SOUR_PRESS
2.5952E+02
14 Hz
SOUR_PRESS
1.2365E+01
36 Hz
SOUR_PRESS
3.2428E+00
38 Hz
SOUR_PRESS
1.3681E+01
40 Hz
SOUR_PRESS
1.1649E+00
10 Hz
SOUR_FORCE
1.9931E+05
12 Hz
SOUR_FORCE
5.3887E+06
14 Hz
SOUR_FORCE
2.5675E+05
36 Hz
SOUR_FORCE
6.7334E+04
38 Hz
SOUR_FORCE
2.8408E+05
40 Hz
SOUR_FORCE
2.4189E+04
10 Hz
EFFO
2.6542E03
12 Hz
EFFO
4.5780E02
14 Hz
EFFO
9.0980E04
36 Hz
EFFO
3.3472E02
38 Hz
EFFO
0.1186
40 Hz
EFFO
8.8587E03
4.2 Paramètres
d'exécution
Version : STA 5.02
Machine : SGI-Origin 2000
Système :
IRIX 64
Encombrement mémoire :
8 mégamots
Temps CPU User :
3.21 secondes
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
HT-62/01/012/A
Code_Aster ®
Version
5.0
Titre :
SDLL105 Tuyau soumis à des sources d'excitations fluides aléatoires
Date :
30/08/01
Auteur(s) :
J. PIGAT Clé
:
V2.02.105-B Page :
6/6
5
Synthèse des résultats
Ce test permet de passer dans les options correspondant aux différents types de source. Il s'agit
essentiellement d'un test développeur.
N'ayant pas de solution de référence, il s'agit simplement de ne pas régresser entre les versions.
Manuel de Validation
Fascicule V2.02 : Dynamique linéaire des poutres
HT-62/01/012/A
Document Outline