Couplages vibrations / thermohydraulique dans les faisceaux de tubes des générateurs de vapeur

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1 Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur GDR IFS : sémnare du 11 jun 004 A. ADOBES, E. LONGATTE, EDF R&D F. BAJ, CEA - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 1/9

2 Problème ndustrel Sorte vapeur σ w, ξ Zone exctée par un écoulement dphasque (mélange eau-vapeur) Zone exctée par un écoulement monophasque d'eau Séparateurs Eau almentare Retour d eau Fasceau de tubes Plaque entretose Plaque tubulare Ampltude du déplacement (m) Amortssement (%) 0 0 Système stable Système nstable Vtesse crtque U c Vtesse de l'écoulement (m/s) U Entrée flude prmare Sorte flude prmare Un outl opératonnel à l échelle du composant Un outl de recherche en monophasque à l échelle locale - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur /9

3 Outl à l échelle du composant (1/3) Equaton Fondamentale de la Dynamque m w ( x, + cw ( x, + kw( x, = f ( w, x, Décomposton des forces fludes f ( w, x, = f ( w, x, f ( x, c + Tratement des forces fludes Ponts communs : forces lnéques, admensonnement (essas sur maquettes en smltude du composant réel), Forces dépendantes du mouvement de la structure : dépendances au nombre de Reynolds et à l amortssement néglgées, hypothèse des petts mouvements, décomposton en tros termes (de masse, d amortssement et de radeur ajoutés), masse ajoutée ndépendante de la vtesse du flude, Forces ndépendantes du mouvement de la structure : processus aléatores statonnares ergodques gaussens à moyenne nulle, dépendance au nombre de Reynolds conservée t - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 3/9

4 Outl à l échelle du composant (/3) Expresson des forces fludes Cadre de la varable de Laplace s = π f ξ + π f j 1 ξ Forces dépendantes du mouvement de la structure F c = 1 M s D V C V dx 1 a + e e d r s + ρ ( ) φ ρev Ck( Vr) φ Lex Lex dx V r = V f D e Forces ndépendantes du mouvement de la structure S QtQtj 1 D ( ω) = ρu DeLe SΦt( α1, α, ωr,re) φ( α1le) φ j( αle) dα1dα U - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 4/9

5 Outl à l échelle du composant (3/3) Equaton gouvernant l nstablté flude-élastque du mode C ( + Ma ) + ρ V ( ) φ dx + ρ ( ) φ dx = 0 M s Obtenton des corrélatons admensonnelles s 1 1 D e e C d V r K ev C k V r L ex L ex C d (V r ) C k (V r ) «Mesure» de l nstablté des modes d un tube R = V composant V ( ξ = 0) - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 5/9

6 Outl de smulaton numérque (1/4) Intérêt Almentaton des outls composants Études locales fnes Compréhenson des phénomènes - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 6/9

7 Outl de smulaton numérque (/4) Écoulements en fasceaux Valdaton des champs thermohydraulques Valdaton des chargements parétaux P/D = 1,75 ( ) C' L ( ) C' D Calculs 0,5 0,06 Essas 0,1 0,06 - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 7/9

8 Outl de smulaton numérque (3/4) Spectres d exctatons Applcaton de la L.E.S. Chaînage de codes - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 8/9

9 Outl de smulaton numérque (4/4) Coeffcents flude structure + flude-élastque Formulaton A.L.E. Couplage de codes Fasceau en flude au repos Soluton analytque de Méthode de lâcher (schéma Rogers (1989) explcte St = 111 Masse ajoutée Ma (-) 1,074 asynchrone) 1,076 Erreur / Ma Rogers (%) - 0,1 Amortssement ajouté Ca (-) 71,8 745,4 Erreur Ca / Rogers (%) - 3,1 Pas de temps (s) -,00E-06 Temps CPU / tératon / malle (s) sur - 1, PC Lnux Mallage (nombre d éléments) , ,0015 Déplacement (m) Temps (s) - GDR IFS : sémnare du 11 jun Couplages vbratons / thermohydraulque dans les fasceaux de tubes des générateurs de vapeur 9/9