Modélisation par éléments finis d'un réseau de tubes soumis à un écoulement: approche par milieux poreux

HAL Id: hal-01508944

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01508944 Submitted on 15 Apr 2017

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Modélisation par éléments finis d’un réseau de tubes

soumis à un écoulement: approche par milieux poreux

Guillaume Ricciardi, Sergio Bellizzi, Bruno Collard, Bruno Cochelin

To cite this version:

Guillaume Ricciardi, Sergio Bellizzi, Bruno Collard, Bruno Cochelin. Modélisation par éléments finis d’un réseau de tubes soumis à un écoulement: approche par milieux poreux. 8e Colloque national en calcul des structures, CSMA, May 2007, Giens, France. �hal-01508944�

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* CEA CADARACHE, 13108, Saint-Paul-Lez-Durance Cedex, France guillaume.ricciardi@cea.fr, bruno.collard@cea.fr

LMA CNRS, 31 chemin Joseph Aiguier, 13402 Marseille Cedex 20, France

bellizzi@lma.cnrs-mrs.frbruno.cochelin@egim-mrs.fr



RÉSUMÉ. Dans cet article on propose un modèle numérique du comportement mécanique d’un cœur de réacteur nucléaire incluant la dynamique complète des assemblages combustibles et du fluide. Chaque assemblage combustible est assimilé à un milieu poreux déformable, les équations globales du fluide sont obtenues par moyenne spatiale, le champ de vitesse du fluide et le champ de déplacement de la structure sont définis sur tout le domaine spatial. Les équations du mouvement de la structure sont obtenues par une formulation Lagrangienne, tandis que, pour permettre le coulage fluide structure, les équations de mouvement du fluide sont obtenues par une formulation Arbitrary Lagrangian Eulerian. Des résultats numériques sont présentés.

ABSTRACT. In this paper we propose a numerical model of the nuclear reactor core mechanical behavior including the full complexity dynamics of both fuel assemblies and fluid. Each fuel assembly is considered as a deformable porous media, global motion equations of the fluid are obtained by spatial averaging method, the velocity field of the fluid and the displacement field of the structure are defined in the whole domain space. The motion equations of the structure are obtained by a Lagrangian formulation, and to allow the fluid structure coupling, the motion equations of the fluid are obtained by an Arbitrary Lagragian Eulerian formulation. Numerical results are presented.

MOTS-CLÉS: fluide-structure, non-linéaire, poreux. KEYWORDS: fluid-structure, non-linear, porous.

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Modèle de la structure équivalente

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Couplage

/HV HIIRUWV YROXPLTXHV LQWURGXLVDQW OH FRXSODJH HQWUH OH PRGqOH IOXLGH pTXLYDOHQW HW OH PRGqOH VWUXFWXUH pTXLYDOHQWH VRQW pWDEOLV j SDUWLU GHV HIIRUWVVXELV SDU XQ WXEH VRXPLV j XQ pFRXOHPHQW D[LDO 3DwGRXVVLV  SURSRVH XQH H[SUHVVLRQQRQOLQpDLUHHQIRQFWLRQGXGpSODFHPHQWGHODVWUXFWXUHHWGHODYLWHVVH GX IOXLGH GH FHV HIIRUWV RQXWLOLVHUDFHVH[SUHVVLRQVTXHO¶RQ PRGLILHUD SRXUWHQLU FRPSWHGHODFRPSRVDQWHUDGLDOHGHO¶pFRXOHPHQW

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Discrétisation spatial et temporelle

/D GLVFUpWLVDWLRQ VSDWLDOH GX SUREOqPH ' HVW REWHQXH SDU OD 0pWKRGH GHV (OpPHQWV )LQLV OH FKDPSV GH YLWHVVH GX IOXLGH HVW GLVFUpWLVp DYHF GHV PDLOOHV j  Q°XGVG¶LQWHUSRODWLRQODSUHVVLRQDYHFGHVPDLOOHVjQ°XGVG¶LQWHUSRODWLRQHWOD URWDWLRQHWOHGpSODFHPHQWGHODVWUXFWXUHVRQWGLVFUpWLVpVDYHFGHVpOpPHQWVSRXWUHV jQ°XGVG¶LQWHUSRODWLRQ/DGLVFUpWLVDWLRQWHPSRUHOOHHVWDVVXUpHSDUGHX[VFKpPDV G¶LQWpJUDWLRQGLIIpUHQWVRQXWLOLVHXQVFKpPDG¶8]DZDSRXUOHIOXLGHHWXQVFKpPD GH 1HZPDUN SRXU OD VWUXFWXUH &KDTXH SDV G¶LQWpJUDWLRQ WHPSRUHOOH QpFHVVLWH OD UpVROXWLRQG¶XQV\VWqPHQRQOLQpDLUHTXLHVWUpVROXDYHFXQHPpWKRGHGH1HZWRQ

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Résultats

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)LJXUHConfiguration initiale à t=0 (ligne continue), et à t=0.13s (ligne

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)LJXUHDéplacement de l’assemblage combustible gauche(à gauche), et

déplacement de l’assemblage combustible droite(à droite)

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'DQV FH SDSLHU QRXV DYRQV SURSRVp XQ PRGqOH JOREDOH G¶XQ F°XU GH UpDFWHXU QXFOpDLUH SUHQDQW HQ FRPSWH OD VWUXFWXUH OD QRQ OLQpDULWp GX IOXLGH HW OH FRXSODJH IOXLGH VWUXFWXUH 8Q PRGqOH QXPpULTXH ' D pWp pWDEOL j O¶DLGH G¶XQH PpWKRGH (OpPHQWV )LQLV OHV VLPXODWLRQV QXPpULTXHV GRQQHQW GHV UpVXOWDWV FRKpUHQWV HQ DFFRUG DYHF OHV REVHUYDWLRQV H[SpULPHQWDOHV 8Q PRGqOH ' HVW HQ FRXUV GH GpYHORSSHPHQWHWXQHYDOLGDWLRQH[SpULPHQWDOHGXPRGqOHQXPpULTXHUHVWHjIDLUH

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