Modélisation numérique de l'interaction fluide-structure et du ballottement des liquides dans les réservoirs de stockage.

Abstract

Dans cette thèse, nous abordons le problème du ballottement dans les réservoirs à parois déformables par une modélisation numérique en IFS. Un premier volet de cette thèse concerne la mise en place d'une modélisation simplifiée du problème, en utilisant la méthode des éléments finis avec un couplage monolithique et en appliquant la condition d'onde de surface linéarisée à la surface libre du liquide. Les matrices régissant le mouvement du liquide et celui des parois du réservoir ont été condensées afin de réduire le nombre de degrés de liberté du système couplé. Cette dernière opération a permis une réduction drastique du temps de calcul. Le deuxième volet de la thèse est consacré à la mise en place d'une modélisation numérique en prenant en compte les effets de l'IFS en volumes finis. Un couplage partitionné est utilisé et le problème d'évolution de la surface libre est traité par la méthode VOF (Volume Of Fluid). Le modèle, validé pour des cas du ballottement linéaire et non linéaire, a permis de démontrer que la flexibilité du réservoir a un impact notable sur l'amplitude et la fréquence des oscillations de la surface libre ainsi que sur le moment fléchissant des parois du réservoir. Le modèle est ensuite appliqué à l'étude du comportement d'un réservoir à paroi flexible partiellement rempli, soumis à une excitation complexe de type ondelette de Gabor. Celle-ci s'approche d'une excitation externe de type sismique.