Nonlinear geometric analysis of a mistuned bladed disk

This paper deals with the dynamical analysis and uncertainty quantification of a mistuned industrial rotating integrally bladed disk, for which the operating regime under consideration takes into account the nonlinear geometric effects induced by large displacements and deformations. First, a dedicated mean nonlinear reduced-order model of the tuned structure is explicitly constructed using three-dimensional solid finite elements. The random nature of the mistuning is then modeled by using the onparametric probabilistic approach extended to the nonlinear geometric context. Such a computational strategy provides an efficient tool, which is applied to a computational model of an industrial centrifugal compressor with a large number of degrees of freedom. This allows for putting in evidence some new complex dynamical behaviors

Propagation des incertitudes dans un modèle réduit non-linéaire en élasto-acoustique interne.

La présente recherche concerne la propagation des incertitudes en élasto-acoustique interne en tenant compte des non-linéarités géométriques induites par les grands déplacements et les grandes déformations de la structure. La structure est couplée à une cavité interne remplie d'un fluide acoustique linéaire. Dans un premier temps, un modèle réduit non-linéaire adapté au problème d'élasto-acoustique interne est construit pour réduire le nombre d'inconnues du problème. La formulation du problème est effectuée avec les inconnues de déplacement structure et de pression fluide. Les incertitudes sont implémentées avec l'approche probabiliste non-paramétrique à partir de ce modèle réduit non-linéaire. En particulier, un opérateur de rigidité dédié contenant l'ensemble de l'information relative aux termes linéaires et non-linéaires de rigidité est construit. Une attention particulière est portée sur la modélisation de cet opérateur au travers d'une seconde réduction effectuée localement de manière à ce que le germe aléatoire soit de taille raisonnable et soit le même dans le cas où les incertitudes portent sur les termes linéaires ou/et non-linéaires de la rigidité. La méthodologie est présentée au travers d'un modèle numérique simple de coque cylindre remplie de fluide

Modélisation numérique d'un système couplé fluide structure en présence d'effets de ballottement et de capillarité

Cet article propose une approche numérique pour l'étude en vibro-acoustique interne d'une structure élastique dissipative linéaire présentant des non-linéarités géométriques couplée à un fluide acoustique linéaire en présence des effets de ballottement et de capillarité [1]. L'originalité de ce travail consiste en l'utilisation d'une nouvelle formulation de la condition limite de contact sur la ligne triple, permettant la prise en compte de la condition d'angle de contact en présence d'une structure linéaire élastique dissipative avec non-linéarités géométriques. Un modèle réduit est construit en utilisant les bases de projection des modes élastiques, les modes acoustiques et les modes de ballottement du système. Enfin, une application numérique d'un système couplé fluide-structure modélisé par la méthode des éléments finis est présentée. [1] : R. Ohayon et C. Soize, ""Vibration of structures containing compressible liquids with surface tension and sloshing. Reduced-order model"", Computational Mechanics, Vol. 55, pp. 1071-1078, 2015

Data and model uncertainties in complex aerospace engineering systems

ABSTRACT: The dynamical analysis of complex mechanical systems is in general very sensitive to random uncertainties. In order to treat the latter in a rational way and to increase the robustness of the dynamical predictions, the random uncertainties can be represented by probabilistic models. The structural complexity of the dynamical systems arising in these fields results in large finite element models with significant random uncertainties. Parametric probabilistic models capture the uncertainty in the parameters of the numerical model of the structure, which are often directly related to physical parameters in the actual structure, e.g. Young’s modulus. Model uncertainties would have to be modeled separately. On the other hand, the proposed nonparametric model of random uncertainties represents a global probabilistic approach which, in addition, takes directly into account model uncertainty, such as that related to the choice of a particular type of finite element. The uncertain parameters of the structure are not modeled directly by random variables (r.v.’s); instead, the probability model is directly introduced from the generalized matrices of a mean reduced matrix model of the structure by using the maximum entropy principle (Soize 2001). In this formulation the global scatter of each random matrix is controlled by one real positive scalar called dispersion parameter