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Modélisation de phénomènes fortement instationnaires en milieux couplés : application au dimensionnement de structures immergées aux explosions sous-marines
Cette étude s'inscrit dans une démarche de recherche appliquée sur la tenue aux explosions sous-marines des équipements propulsifs des sous-marins. Différents problèmes modèles sont considérés en vue d'acquérir une compréhension globale des phénomènes impli- qués, depuis l'explosion j...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Modélisation de phénomènes fortement instationnaires en milieux couplés : application au dimensionnement de structures immergées aux explosions sous-marines / Cédric Leblond; sous la direction de Hassan Peerhossaini; co-encadrants de thèse Jean-François Sigrist et Bruno Auvity |
| Publié : |
2007 |
| Description matérielle : | 1 vol. (349 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences pour l ingénieur : Nantes : 2007 |
| Sujets : |
| Résumé : | Cette étude s'inscrit dans une démarche de recherche appliquée sur la tenue aux explosions sous-marines des équipements propulsifs des sous-marins. Différents problèmes modèles sont considérés en vue d'acquérir une compréhension globale des phénomènes impli- qués, depuis l'explosion jusqu'au calcul de la réponse des structures embarquées. La première étape consiste à modéliser les champs rayonnés par l'explosion. Ils sont obtenus en résolvant les équations du mouvement de la bulle de gaz générée par la détonation, sous l'hypothèse d'une bulle sphérique pouvant pulser et se translater dans un écoulement faiblement compressible. La seconde étape est la modélisation du problème d'interaction entre les champs rayonnés et la structure immergée. Une méthode semi-analytique est développée pour des coques circu- laires sous l'hypothèse de faibles déformations structurelles et d'un fluide non cavitant. Une extension de la méthode est fournie à l'aide d'une équation intégrale de frontière et de la décomposition modale de la coque, afin de traiter des cas aux géométries plus complexes. La troisième étape est le calcul de la réponse de composants embarqués, plus particulièrement ceux de forme cylindrique dans une enceinte fluide également cylindrique. Un problème mo- dèle est traité en envisageant différents types d'écoulement (potentiel, faiblement visqueux et acoustique) afin de couvrir une large gamme de sollicitations. Dans une quatrième étape, l'influence de la viscosité est appréhendée de manière plus approfondie à travers l'analyse de stabilité de la couche limite visqueuse This study is related to the effects of underwater explosions on naval propulsion devices. Several simple models are derived so as to highlight the physical phenomena occurring in this problem, from the underwater explosion dynamics to the embarked structures response. The first step is devoted to the study of the pressure and velocity fields induced by the explosion. The equations of motion of the bubble generated by the detonation are derived assuming a spherical bubble able to pulse and translate in a weakly compressible flow. The second step is devoted to the radiated field/submerged structure interaction problem. A semi- analytical approach is developed for circular shells, assuming small strains and displacements and neglecting cavitation phenomena. An extension is proposed for more complex geometries with an hybrid method based on modal decomposition and integral boundary equation. The third step is the calculus of the naval propulsion devices response. It is treated through a simple representation, a clamped-free circular beam confined in a cylindrical fluid domain. Three fluid models are considered (potential, viscous and acoustic) in order to cover a broad range of motions. In a fourth step, viscous effects are more specifically handled with the analysis of the viscous boundary layer stability |
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| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes) Partenaire de recherche : Laboratoire de thermocinétique (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Richard Saurel (Président du jury) ; Mamed Souli, Jean-Yves Billard (Membre du jury) ; Aziz Hamdouni, Bernard Molin (Rapporteurs) |
| Bibliographie : | Bibliogr. p. 329-349 |