Numéro : 2042 - Année : 1987
Calcul dynamique des gouvernails: interaction fluide-structure.
T. T .CHAU, Ingénieur, Institut de Recherches de la Construction Navale ( IRCN)
L.BROSSET, Ingénieurs, Institut de Recherches de la Construction Navale ( IRCN)
L'écoulement en aval d'une hélice de navire engendre sur le safran du gouvernail un champ de pression fluctuant qui provoque des vibrations forcées du gouvernail pouvant considérablement accélérer, en cas de résonnance, 1e vieil1issement de la structure et être responsable d'un processus de fissuration se propageant parfois jusqu'à la rupture.
Ce mémoire se propose d'examiner les types de calcul permettant de prévoir les fréquences et modes propres de telles structures dans l'air et dans l'eau au niveau de l'avant-projet et du projet. Le problème principal réside évidemment dans la prise en compte du fluide autour du safran.
Deux approches seront exposées :
-La première est une approche simplifiée, d'utilisation rapide et peu onéreuse permettant d'évaluer 1es premières fréquences propres. La structure mèche + safran) est modélisée par une suite d'éléments finis de type poutre de mêmes caractéristiques mécaniques que les portions de gouvernail correspondantes. Les masses d'eau ajoutées sont calculées par des formules analytiques simples.
-La deuxième consiste en un calcul d'hydroélasticité avec modélisation tridimensionne11e de la structure par éléments finis et modélisation du fluide par éléments fluides infinis incompressibles.
Ces deux méthodes seront appliquées au cas d'un gouvernail suspendu, ce qui nous permettra d'établir des conclusions quant à leurs intérêts respectifs suivant les objectifs à atteindre.
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