École Nationale Supérieure de
Techniques Avancées

Résumé

L'usure des tubes générateurs de vapeurs est un sujet complexe notamment à cause de l'interaction fluide structure qu'on y trouve. Presque tous les calculs menés pour le moment négligent le couplage fluide-élastique dans la direction de traînée. Le but de notre étude est d'observer ce qui se passe dans cette direction pour voir si sa prise en compte dans les calculs modifie l'usure des tubes ou si c'est un phénomène bel et bien négligeable. Tous nos résultats sont issus de simulations calculées avec le logiciel Castem auquel nous ajoutons le module PANDA. Nous modélisons les vibrations d'un tube droit fixé à ses extrémités et soumis à un écoulement. Notre étude modélise les forces turbulentes et les forces issue de l'IFS ("fluide-élastiques") pour ensuite observer leurs influences sur les vibrations. Pour l'IFS, nous prenons le modèle simple de Connors-Axisa, notre premier travail est de trouver à partir des données existantes la constante de Connors de ce modèle (Nous retenons la valeur de 9). Pour essayer d'être le plus fidèle à la réalité, nous posons deux butées sur notre tube, représentant des barres anti-vibratoire (BAV). On remarque que ces BAV retardent (vis à vis de la vitesse d'écoulement) drastiquement le départ en instabilité dans la direction de traînée grâce à la libération d'énergie par frottement lors des contacts et à l'amortissement modale. Nous étudions aussi l'influence du jeu entre le tube et ces butées, plus elles sont proches, plus il faut augmenter la vitesse de l'écoulement pour observer le départ de l'instabilité. Il est important de noter que la force turbulente joue elle aussi un rôle sur le départ en instabilité.