Code_Aster ®
Version
7.4

Titre :

Opérateur CALC_FORC_AJOU


Date :
19/01/05
Auteur(s) :
N. GREFFET, G. DEVESA, D. NUNEZ Clé
:
U4.66.03-B Page
: 1/6

Organisme(s) : EDF-R&D/AMA, CS SI

















Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.6- : Matrices / Vecteurs élémentaires et assemblage
Document : U4.66.03





Opérateur CALC_FORC_AJOU





1 But

Cette commande permet de calculer l'effet de surpression hydrodynamique due au mouvement
d'entraînement de la structure en analyse sismique où on décompose le mouvement total en
mouvement d'entraînement et mouvement relatif. Le calcul de cette force s'effectue comme celui de la
masse ajoutée par analogie thermique, mais au lieu de ne prendre en compte que le mouvement
relatif, on obtient une force ajoutée au second membre, projetée également sur les modes de la
structure sans le fluide, pour prendre en compte le mouvement d'entraînement.

Le calcul des masses ajoutées [R4.07.03] par CALC_MATR_AJOU [U4.66.01] et celui des forces
ajoutées par CALC_FORC_AJOU peut être lancé simultanément à l'aide de la macro-commande
MACRO_MATR_AJOU [U4.66.11].

Produit un concept de type vect_asse_gene_R
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2 Syntaxe


forceaj
[vect_asse_gene_R] = CALC_FORC_AJOU



(
MODELE_FLUIDE
=
fluide
[modele]





MODELE_INTERFACE
=
interf
[modele]





CHAM_MATER
=
matflui [cham_mater]





CHARGE
=
charge
[char_ther]





/
MODE_MECA
=
modes
[mode_meca]
/
MODELE_GENE
=
modgen
[modele_gene]






NUME_DDL_GENE=
numgen
[nume_ddl_gene]




DIST_REFE
=
/
distance
[R]
/
1.E-2
[DEFAUT]




AVEC_MODE_STAT
=
/
'OUI'
[DEFAUT]










/ 'NON'



DIRECTION
= dir
[l_R]



/ MONO_APPUI
=
`OUI'
/
MODE_STAT
=

mode [mode_stat_depl]






/
NOEUD
=
no [l_noeud]
/
GROUP_NO
=
grno
[l_gr_noeud]




NUME_MODE_MECA
=
nume [l_I]




INFO
=
/
1
[DEFAUT]







/ 2




POTENTIEL
=
phi
[evol_ther]




SOLVEUR
=
voir
[U4.50.01]




NOEUD_DOUBLE
= / 'OUI'
/
'NON'
[DEFAUT]


);
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3 Opérandes

3.1 Opérande
MODELE_FLUIDE

MODELE_FLUIDE = fluide

Modèle thermique qu'on affecte à la partie du maillage qui correspond au fluide. Les éléments de
bord à l'interface fluide/structure doivent être présents dans le modèle fluide. C'est sur ce modèle
qu'on résout l'équation de Laplace avec condition aux limites de type "flux fluide", pour avoir le
champ de pression dans tout le fluide et a fortiori le champ de pression à l'interface
fluide/structure.

Les noeuds des éléments du maillage fluide doivent tous être numérotés de telle sorte que le
jacobien de l'élément soit de signe positif sur tout le maillage fluide.


3.2 Opérande
MODELE_INTERFACE

MODELE_INTERFACE = interf

Modèle thermique d'interface rassemblant tous les éléments de bord définissant l'interface
fluide/structure. C'est sur ce modèle qu'on calcule les termes des matrices ajoutées.

Le calcul dépend de l'orientation de la normale de ces éléments d'interface. Il faut veiller à ce
que cette normale soit orientée sur tous ces éléments, de la structure vers le fluide (convention
adoptée).

Si les fluides baignant la structure sont de densités différentes, il faut définir le modèle interface
par autant de groupes de mailles non confondus géométriquement qu'il y a de fluides au contact
de la structure. Par exemple, une tuyauterie peut avoir sa surface intérieure au contact d'un fluide
de densité 1, et sa surface extérieure au contact d'un fluide de densité 2. Le modèle interface est
donc construit sur deux groupes de mailles non confondus géométriquement, l'un au contact du
fluide de densité 1 (interfa1) et l'autre au contact du fluide de densité 2 (interfa2).

interfa2
I
N
interfa1
T
fluide 1
E
R
F
A
C
E
fluide 2
structure

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3.3 Opérandes
CHAM_MATER / CHARGE

CHAM_MATER = matflui

Champ de matériau définissant le fluide immergeant la structure. Ce matériau est défini par des
caractéristiques thermiques équivalentes dans l'opérateur DEFI_MATERIAU [U4.43.01]. La
conductivité thermique (mot-clé LAMBDA) est toujours prise égale à 1. La chaleur spécifique
(mot-clé RHO_CP) joue le rôle de masse volumique du fluide.

CHARGE = charge

Charge thermique de type [char_ther] nécessaire à la résolution du système linéaire découlant
de l'équation de Laplace dans le fluide. On doit imposer une température quelconque (qui joue en
fait le rôle d'une pression) sur un noeud quelconque du maillage fluide, afin de rendre le système
non singulier. Cette opération s'effectue avec l'opérateur AFFE_CHAR_THER [U4.44.02].


3.4 Opérandes
MODE_MECA / MODELE_GENE

/ MODE_MECA = modes

Modes dynamiques calculés sur le modèle structure. Si on a plusieurs structures non
connexes immergées dans un même fluide, pour lesquelles on veut déterminer les matrices
ajoutées comprenant les termes de couplage par le fluide, le modèle structure qu'on définit
rassemble la totalité des structures immergées. Les modes utilisés par l'opérateur sont les
modes calculés pour la structure globale.


/ MODELE_GENE = modgen

Modèle généralisé construit par l'opérateur DEFI_MODELE_GENE [U4.65.02]. Ce mot clé est à
utiliser lorsque l'on fait un calcul par sous-structuration dynamique, et que l'on veut calculer la
matrice de masse ajoutée couplant l'ensemble des sous-structures. Dans ce cas, les sous-
structures peuvent être dans des fichiers de maillage différents, ces fichiers pouvant être eux-
mêmes distincts du fichier de maillage fluide. Les sous-structures qui présentent une
répétitivité au sein du fluide ne sont à mailler qu'une seule fois, mais on prendra soin au
niveau du maillage fluide de mailler toutes les interfaces fluide/structure. De plus, il faut veiller
à ce que les noeuds d'interface fluide coïncident au mieux avec les noeuds d'interface de
structure, afin de pouvoir recopier, sur la base d'un critère géométrique de proximité, les
valeurs du champs de déplacement de structure sur les noeuds d'interface fluide (voir
opérande DIST_REFE).


3.5 Opérande
DIST_REFE

Distance de référence à renseigner lorsqu'on fait un calcul de force ajoutée sur un modèle généralisé.
Cette distance est un critère absolu géométrique destiné à recopier des valeurs de déplacements
structuraux dans un modèle fluide thermique, afin d'y résoudre l'équation de Laplace du champ de
pression instationnaire. Par défaut, il est égal à 10­2 m.

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3.6 Opérande
NOEUD_DOUBLE


NOEUD_DOUBLE = 'OUI'

Cet opérande est à utiliser lorsqu'on fait un calcul de force ajoutée à partir d'un modèle
généralisé qui comprend une sous-structure maillée par un maillage filaire ou surfacique (i.e. sans
épaisseur comme poutre ou coque) et entourée par deux fluides. Il faut dans ce cas au niveau du
maillage dédoubler les noeuds des interfaces fluides de ceux de la structure, afin de pouvoir
calculer le saut de pression hydrodynamique de part et d'autre de la structure (cf. figure
ci-dessous).


x x x
x x
x
x
x
x
x
x
Structure maillée
fluide 1
x
x
(sans épaisseur)
x
x
x
x
x
x
Noeuds dédoublés
x
x
x
x
x x
(noeuds ayant les mêmes
coordonnées mais non le
fluide 2
même nom)



3.7 Opérande
POTENTIEL


POTENTIEL = phi

Potentiel (thermique) stationnaire nécessaire au calcul de l'amortissement et de la rigidité ajoutés
de la structure soumise à un écoulement potentiel. Ce potentiel est produit par l'opérateur
THER_LINEAIRE [U4.54.01].

3.8 Opérande
DIRECTION

DIRECTION = (d1 , d2 , d3 , r1 , r2 , r3)

Composantes d'un vecteur donnant la direction du séisme d'entraînement dans le repère global.
C'est une liste de trois réels si les accélérogrammes imposés sont uniquement des translations. Si
on impose également des accélérations de rotations, on attend une liste de six réels (valable pour
des modélisations avec des éléments discrets).


3.9
Description du mouvement d'entraînement

3.9.1 Opérande
MONO_APPUI

/ MONO_APPUI = 'OUI'

La structure est excitée uniformément à tous les appuis (mouvement d'entraînement de corps
solide).
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3.9.2 Excitation multi appuis

Dans ce cas, les accélérations subies par l'ensemble des points d'ancrage de la structure étudiée ne
sont pas forcément identiques et en phase.

3.9.2.1 Opérande
MODE_STAT


/
MODE_STAT = mode

Modes statiques de la structure : concept de type mode_stat_depl produit par
l'opérateur MODE_STATIQUE [U4.52.14] avec l'option DDL_IMPO. Ils correspondent aux 3
ou 6*nb_supports modes statiques où nb_supports est le nombre d'accélérogrammes
différents subis par la structure.

Remarque :

Si la structure n'est sollicitée que par des translations, il y a alors 3 nb_supports
modes statiques.

3.9.2.2 Opérandes
NOEUD / GROUP_NO

/ NOEUD = no

/
GROUP_NO = grno

Liste de noeuds (no) ou groupes de noeuds (grno) de la structure soumis à l'excitation
sismique : ces noeuds supportent les ddl des appuis de la structure auxquels sont
appliqués les mouvements imposés.

3.10 Opérande
NUME_DDL_GENE

NUME_DDL_GENE = numgen

Numérotation généralisée basée sur les modes mécaniques de la structure globale. La
présence de cet opérande permet de calculer une matrice de masse ajoutée de type
matr_asse_gene_R. Il doit être nécessairement présent si on veut par la suite faire du
calcul modal, harmonique ou transitoire.

3.11 Mot clé facteur SOLVEUR


Voir [U4.50.01].

3.12 Opérande
AVEC_MODE_STAT

Permet de débrancher le calcul des termes de masse ajoutée sur les modes statiques contenus dans
la base modale des sous-structures dans le cas d'un calcul avec un modèle généralisé (cf. [§3.4]).

3.13 Opérande
NUME_MODE_MECA

Permet de préciser une liste de numéros de modes retenus pour le calcul.

3.14 Opérande
INFO

INFO
=

Indique le niveau d'impression des résultats de l'opérateur sur le fichier MESSAGE.

1 : aucune impression
2 : impression des termes de force ajoutée.
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