Assistance #255
ouvertCalcul dynamique de lâché de ballon, problème de modélisation physique.
Description
Bonjour Gérard,
En l'absence d'Anne-Sophie il m'a été demandé d'apporter un regard critique sur un calcul de lâché de BPS réalisé par un sous-traitant Cnes. Il s'agit d'un pb 2D traité un dynamique du point. Le BPS est couché sur une table avec une moitié gonflé qui forme la bulle et l'autre moitié est allongé sur la table. Il y a donc 3 points : le crochet encastré sur la table, le bas de la bulle à mi-longueur du fuseau et le centre de la bulle. A l'absence de vent la seule force est la force ascensionnelle verticale. Les études numériques du sous traitant réalisé sous Scilab donnent des efforts à l'encastrement très supérieures à ceux attendues.
J'ai proposé de faire cette modélisation avec Herezh pour confirmer ou pas les résultats Scilab. Mon modèle comporte 2 bielles élastiques et trois nœuds positionnés comme décrit plus haut. J'utilise un algo de dynamique implicite avec amortissement visqueux critique.
Mon ballon se lève bien mais mon système de bielles articulées oscille beaucoup trop. J'ai ajouté des forces sensées représenter les efforts aérodynamiques (fonction de V^2) avec des valeurs de maitre couple et de Cx fournies par le Cnes.
Ces forces ont très peu d'effets sur la dynamique du système et je ne comprends pas pourquoi. Est-ce qu'il y a quelque chose qui m'échappe dans ma modélisation ? Comment amortir le système ?
J'aimerai bien montrer au chef de service qu'Herezh peut aussi être utilisé pour résoudre ce genre de problème simple en apparence sans devoir écrire et résoudre des équations couplées de dynamique du point via Scilab...
Si tu as une idée je suis preneur ;-)
Ci-joint mon petit modèle à 2 bielles qui tourne, qui tourne...
Merci
Frank
Fichiers
Mis à jour par Gérard Rio il y a environ 5 ans
- Fichier lacher.info lacher.info ajouté
- Fichier lacher_deplace_Gmsh.pos lacher_deplace_Gmsh.pos ajouté
- Statut changé de Nouveau à En cours
- % réalisé changé de 0 à 80
Cela me fait plaisir que l'on utilise Newmark !
A priori le comportement que tu observes est normal car l'option :
"
parametre_calcul_de_la_viscosite_ type_calcul_visqu_critique= 1 \
opt_cal_C_critique= 1 f_= 0.9
"
N'est pas utilisable avec l'algo de Newmark. Cette option a été développée pour être utilisée soit avec l'algo de relaxation dynamique soit avec l'algo quasi-statique.
Donc a priori je pourrais sans doute l'étendre au cas de Newmark mais ce n'est pas implanté actuellement. La gestion des matrices globales et vecteurs globaux dans l'algo de Newmark est un peu différente du cas des autres algo, car il y a l'intervention des coefficients beta gamma. J'ai donc à développer la partie théorique associée avant, ne serait-ce que pour bien visualiser l'implication de ce choix, sachant qu'actuellement (cf. théorie) il s'agit d'une approximation d'un amortissement critique ! , je ne calcule pas les valeurs propres ! globales .
Par contre il est tout à fait possible d'amortir avec Newmark des oscillations structurelles via un amortissement numérique:
voici un exemple
#---------------------------
- PARAMETRE | VALEUR |
#---------------------------
AMORTISSEMENT_VISCOSITE_ARTIFICIELLE 1
VISCOSITE_ARTIFICIELLE 1
COEFFICIENT_DE_RAYLEIGH_POUR_LA_MASSE 0.1
COEFFICIENT_DE_RAYLEIGH_POUR_LA_RAIDEUR 0.1
Les coefficients sont ici arbitraires, donc à ajuster en fonction de ce que l'on recherche, éventuellement en bouclant sur l'expérimental.
Je joins ma mise en données
Mis à jour par Frank Petitjean il y a environ 5 ans
- Fichier lacher_deplace_Gmsh.pos lacher_deplace_Gmsh.pos ajouté
- Fichier lacher_deplace_Gmsh.pos.opt lacher_deplace_Gmsh.pos.opt ajouté
- Fichier table.jpg table.jpg ajouté
Merci Gérard, j'ai trouvé les paramètres qui vont bien et ça marche impec ! Dommage que je n'ai pas cherché au bon endroit dans la doc. mai sil est vrai que je fait très peut de vrais calculs dynamique...
Pour essayer d'amortir mécaniquement mon ballon lors du lâché j'ai introduit des forces PONCTUELLE qui dépendent de la vitesse pour simuler les effets aéro mais cela n'a eu aucun effet.
Las, je me suis tourné vers un modèle 2D membrane, toujours en dynamique, et j'ai introduit des forces aérodynamique :
F_to P_HYDRODYNA NULL courbe_v2 NULL 1.22516645 COURBE_CHARGE: valeurs_SCx ECHELLE: -0.5
et après quelques réglages (notamment les masse_addi) les j'ai obtenu une cinématique proche du visuel (j'ai une vidéo) et les forces de réactions (efforts du ballon sur la table de largage, valeurs qui intéressent le Cnes pour dimensionner le lest) sont réalistes. Ce qui n'était pas le cas des calculs dynamiques réalisés sous SCilab par le prestataire.
Je vais conserver les 2 modèles 1D et 2D avec les 2 méthodes d'amortissement pour conforter mes valeurs.
Bon j'aurais passé pas mal de temps à bricoler quand même... Merci encore pour ta présence :-)
Frank