Dynamique de déformation d'un réservoir de liquide servant à la stabilisation d'une structure flottante en mouvement Complexe

Abstract

Les ballottements est un phénomène qui apparaît à l’intérieur des réservoirs partiellement remplis, il désigne le mouvement oscillatoire de la surface libre du liquide. Lorsque ces réservoirs sont portés par des systèmes flottants, servant à leurs stabilisations, le ballottement devient de plus en plus complexe. L’objectif de cette thèse est de modéliser la dynamique de ballottement des liquides dans des réservoirs flottants à parois déformables en IFS, sous une excitation de tangage ou de roulis. Un dispositif expérimental a été mis en oeuvre afin de constituer une base de données expérimentales. Ce dispositif a objet pour étudier et analyser le ballottement sous l’effetð deð mouvementð deð tangage. Les résultats obtenus ont été explorés pour valider un modèle numérique développé. Le modèle numérique est mis en place en prenant compte les effets de l’IFS.ð Un couplage partitionné est utilisé et l’évolutionð deð la surface libre est traité par la méthode VOF. Ce modèle est validé dans le cas d’une excitation harmonique horizontale, et dans le cas d’une excitation de tangage. Le modèle est ensuite appliqué à l’étude de ballottement dans un réservoir déformable partiellement rempli, une fois soumis aux effets gravitationnels et une autre soumis aux mouvements de tangage et de pilonnement The sloshing is a phenomenon appears inside partially filled tanks, it refers to the oscillatory movement of the free surface of the liquid. When these tanks are carried by floating systems, used for their stabilization, the sloshing becomes more complex. The objective of this thesis is to model the dynamics of liquid sloshing in floating tanks with a deformable wall into IFS, under pitch and heave motion. An experimental scheme has been implemented to build up an experimental database. The device is designed to study and analyze the sloshing under the effets of pitch motion. The obtained results were explored to validate a numerical model developed. The numérical model is implimented taking into account the FSI effects. A partitioned coupling is used and the evolution of the free surface is treated by the VOF method. This model is validated in the case of the horizontal harmonic excitation, and in the case of a pitch excitation. The model is then applied to studying sloshing in a partially filled deformable tank, once subjected to garvitational effects and another subject to pitch and heave motion.