Hostname: page-component-586b7cd67f-2brh9 Total loading time: 0 Render date: 2024-11-24T09:48:31.174Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Une méthode d'homogénéisation pour l'analyse modale d'un réacteur nucléaire avec modélisation des structures internes et de l'interaction fluide/structure

Published online by Cambridge University Press:  11 July 2007

Jean-François Sigrist  and
Daniel Broc
Jean-François Sigrist
Affiliation:
DCN Propulsion, Service Technique et Scientifique, 44620 La Montagne, France
Daniel Broc
Affiliation:
CEA Saclay, Laboratoire d'Étude Mécanique et Sismique, 91191 Gif-sur-Yvette, France
Get access

Abstract

Les méthodes d'homogénéisation ont été utilisées de façon assez courante dans l'industrie nucléaire, en particulier pour la modélisation des faisceaux de tubes. L'application de cette approche à la modélisation numérique d'un réacteur nucléaire, avec prise en compte des effets de couplage et de confinement induits par la présence des structures internes du réacteur, est étudiée dans le présent article. La modélisation est ainsi basée sur une approche homogénéisée de l'interaction fluide/structure entre les structures internes, réparties de façon périodique dans le réacteur, et le fluide contenu entre la structure constituant l'enveloppe résistante et la structure de supportage du cœur. Les bases théoriques de l'approche homogénéisée sont rappelées dans un premier temps et la méthode est ensuite détaillée dans le cas de structures rigides périodiques. La validation numérique de l'approche couplée est établie par comparaison entre une modélisation tridimensionnelle "complète" du réacteur avec détail de la géométrie des structures internes et des espaces fluides et une modélisation bidimensionnelle "réduite" utilisant un fluide homogène équivalent. L'importance des effets de confinement est ainsi mise en évidence dans le cas industriel étudié.

Keywords

Fluid-structure interactionmodal analysishomogenisation methodindustrial applicationInteraction fluidestructureanalyse modaleméthode d'homogénéisationapplication industrielle
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 8 , Issue 2: Les journées AUM 2006, La Rochelle , March 2007 , pp. 133 - 142
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2007

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Fritz, R.J., The Effect of Liquids on the Dynamic Motion of Immersed Solids, J. Engineering for Industry 94 (1972) 167–173 CrossRef
R.J. Gibert, Vibration des structures. Interactions avec les fluides. Sources d'excitation aléatoires, Collection de la Direction des Études et Recherches d'Électricité de France, 69, Eyrolles, 1986
H.J.-P. Morand, R. Ohayon, Fluid Structure Interaction, Wiley & Sons, 1995
Makerle, J., Fluid-structure interaction problems, finite element approach and boundary elements approaches, A bibliography, Finite Elements in Analysis and Design 31 (1999) 231–240 CrossRef
F. Axisa, Modelling of Mechanical Systems, Vol. 3: Fluid-Structure Interaction, Elsevier, 2006
Sigrist, J.F., Lainé, C., Peseux, B., Analyse modale d'une structure industrielle avec prise en compte du couplage fluide/structure, Mécanique & Industries 6 (2005) 553–563 CrossRef
Sigrist, J.F., Analyse dynamique d'une structure industrielle avec prise en compte du couplage fluide/structure, Mécanique & Industries 7 (2006) 453–464 CrossRef
J.F. Sigrist, Modal Analysis of Fluid-Structure Interaction Problems with Pressure-based Finite Elements for Industrial Applications, Int. J. Multiphysic, in press
A. Bensoussan, J.L. Lions, G. Papanicolaou, Asymptotic Analysis for Periodic Structures, North-Holland, 1978
E. Sanchez-Palencia, Non Homogenous Media and Vibration Theory, Springer-Verlag, 1980
C. Conca, J. Planchard, M. Vanninathan, Fluids and Periodic Structures, Masson, 1995
Planchard, J., Eigenfrequencies of a Tube Bundle Placed in a Confined Fluid, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 30 (1982) 75–93 CrossRef
D. Brochard, F. Gantenbein, R.J. Gibert, Homogenisation of Tube Bundle, Application to LMFBR Core Analysis, 9th Conference on Structural Mechanic in Reactor Technology, Lausanne, August 1987
K. Cheval, Modélisation du comportement sismique de structures multitubulaires baignées par un fluide dense, Thèse de Doctorat, Université Paris VI, 2001
D. Broc, J.C. Queval, E. Viallet, Seismic Behaviour of PWR Reactor Cores: Fluid-Structure Effects, 17th Conference on Structural Mechanic in Reactor Technology, Prague, August 2003
D. Brochard, F. Gantenbein, R.J. Gibert, Modelling of the Dynamic Behaviour of LWR Internals, 9th Conference on Structural Mechanic in Reactor Technology, Lausanne, August 1987
R.W. Clough, J. Penzien, Dynamics of Structures, McGraw-Hill, 1986
L. Hammami, Étude de l'interaction fluide/structure dans les faisceaux de tubes par une méthode d'homogénéisation. Application à l'analyse sismique des cœurs RNR, Thèse de Doctorat, Université Paris VI, 1991
Sigrist, J.F., Broc, D., Une méthode d'homogénéisation pour l'analyse modale d'un problème d'interaction fluide/structure, Revue Européenne de Mécanique Numérique 7–8 (2006) 867–889
Rajakumar, C., Rogers, C.G., The Lanczos Algorithm Applied to Unsymmetric Generalized Eigenvalue Problem, Inter. J. Numerical Methods in Engineering 32 (1991) 1009–1026 CrossRef
J.F. Sigrist, D. Broc, A Homogenization Method for the Modal Analysis of a Nuclear Reactor with Fluid-Structure Interaction, Pressure Vessel and Piping, Vancouver, 25–28 July 2006
J.F. Sigrist, D. Broc, Fluid-Structure Interaction: Validation of a Homogenisation Method, Pressure Vessel and Piping, Vancouver, 25–28 July 2006