Numerical simulation of fluid structure interaction in two phase flow

Les tubes de générateur de vapeur (GV) des réacteurs nucléaire sont soumis en permanence à des forces d’excitations aléatoires qui sont crées par la turbulence ainsi que l’intermittence diphasique de l’écoulement eau-vapeur du circuit secondaire. Ces forces excitent le tube dans une large gamme de fréquence et donc potentiellement dans les fréquences de résonance des tubes. Les vibrations des tubes ont pour conséquence une adaptation dynamique du mouvement du fluide à ces vibrations qui se caractérise par une force fluide-élastique. Cette force a pour conséquence de modifier certaines caractéristiques modales des tubes comme leur amortissement ou leur raideur. Plusieurs types d’instabilités mécaniques existent comme l’instabilité par annulation de raideur, annulation de l’amortissement, etc. Dans le cas tubes de GV, à savoir plusieurs tubes flexibles disposés dans un faisceau, on constate expérimentalement que l’instabilité naît lorsque l’amortissement du système devient proche de zéro. Les vibrations des tubes, induites par les forces
d’excitations aléatoires, ne sont plus atténuées, c’est ce qu’on appelle l’instabilité fluide élastique. L’objectif de cette thèse est d’utiliser la simulation numérique des écoulements diphasiques pour étudier l’interaction fluide structure des tubes GV.