Le développement de structures portantes flexibles dans le domaine naval, telles que les hélices ou les safrans, pose de nouveaux problèmes de dimensionnement. Cette thèse a pour but de développer une méthode de dimensionnement validée par des essais pour des structures portantes déformables soumises à des écoulements, éventuellement diphasiques de type cavitant. Les essais sont réalisés sur un hydrofoil de type NACA66-312(mod.), fabriqué en polyacetate, au sein du tunnel hydrodynamique de l'Institut de Recherche de l'Ecole Navale. Lors des essais, des mesures de déformations du profil portant ainsi que de niveaux vibratoires sont réalisées. Une méthode numérique couplant un code structure éléments finis (ANSYS Mechanical) avec un code fluide volumes finis (ANSYS CFX) par une méthode partitionnée, itérative, synchrone et séquentielle, laquelle est validée en terme de prédiction du déplacement et des contraintes pour des écoulements subcavitants dans un premier temps, puis pour des écoulements cavitants stables et instables. / The design of flexible lifting bodies in the naval industry, such as propelleror rudders, create some new design problems. This thesis proposes a numerical method validated by experimental comparison for solving the case of lifting bodies loaded by flow with or whitout cavitation. The tests are carried out in the hydrodynamic tunnel of the French Naval Academy Research Institute, on a polyacetate flexible hydrofoil NACA66-312 (mod.). During tests, strains and vibrations are measured for comparisons with numerical results. The numerical method uses a sequential synchrone iterative partitionned coupling betweena structural finite-element code (ANSYS Mechanical) and a finite-volume code (ANSYS CFX). Good agreement between numerical and experimental results for displacements, and stresses of the structure is highlighted. For the cavitating flow, a good agreement for the cavitation dynamic is observed and the stresses are evaluated with satisfying accuracy.

Les méthodes de domaines fictifs permettent de simuler numériquement des écoulements autour de structures complexes et/ou mobiles à l’aide de maillages simples. L’objet solide est alors « immergé » dans un domaine de calcul englobant le fluide et le solide. Dans un premier temps, on étudie une méthode de pénalisation, qui consiste à ajouter un terme dans l’équation de conservation de la quantité de mouvement du fluide afin d’imposer la vitesse du solide. Grâce à des développements asymptotiques, on obtient une estimation de l’erreur induite par cette approche lorsque le solide est en mouvement. Ce procédé est ensuite couplé avec un schéma de projection vectorielle permettant d’imposer la contrainte d’incompressibilité. La convergence du schéma ainsi obtenu, vers les équations de Navier-Stokes, est établie. Dans un second temps,une approche originale capable de traiter des écoulements multiphasiques est développée : la méthode de porosité variable. L’idée principale est de considérer le solide comme un milieu sans masse. La discrétisation des bilans massiques de chaque phase est alors modifiée, de sorte que le volume total occupé par l’ensemble des phases fluides soit égal au volume laissé libre parle solide. Cette méthode est validée numériquement sur un ensemble varié de cas test comprenantd es écoulements monophasiques incompressibles et compressibles ainsi que des écoulements diphasiques. / Fictitious domain methods allow to simulate flows around complex and/or moving bodies with simple meshes. The object is "immersed" in a domain that contains fluid and solid volumes. The penalization method, which consists in adding a term in the momentum balance equation, in order to impose the solid velocity, is studied in a first part. Thanks to asymptotic expansions, the order of the error induced by this method is computed for moving bodies. This approach is then coupled with a Vector Penalty Projection scheme that permits to impose the incompressibility constraint. The convergence of the penalized scheme towards the Navier-Stokes equations is established. In a second part, an original approach, able to treat multiphase flowsis presented: the Time and Space Dependent Porosity method. The key idea is to consider the solid as a medium without mass. The discretization of the mass balance equation is modified,so that the total volume occupied by all fluid phases and the solid is equal to the total volume.This method is numerically validated on a set of various test cases including incompressible or compressible single phase flows and two-phase flows.

Les joints à brosse sont des joints compliants utilisés dans les turbomachines. Ils sont constitués d'une brosse de fils très fins compactés entre deux plaques, de telle manière que l'ensemble comble l'écart séparant le stator du rotor. Les fils sont le plus souvent constitués d'un alliage à base de cobalt appelé Haynes 25 (d'autres matériaux peuvent être utilisés, tels que le Kevlar). Le comportement de ces joints présente un fort couplage entre l'écoulement du fluide et la déformation de la brosse. Ce type de joints peut être modélisé en considérant la brosse comme un milieu poreux. Cette méthode présente l'avantage de permettre un calcul relativement simple de l'écoulement, mais elle demande l'usage de données expérimentales afin de calibrer ses perméabilités (i.e. sa capacité à laisser un fluide s'écouler à travers lui). L'objectif de cette thèse est de proposer une modélisation par milieu poreux indépendante des données expérimentales. Une simulation itérative entre le calcul de la déformation des fils sous l'action des efforts de pression et la résolution de l'écoulement dans le milieu poreux formé par la brosse déformée a été mise au point. Elle repose sur le calcul numérique des perméabilités obtenues à partir de la perte de charge générée par un réseau de cylindres représentatifs de la brosse.Des joints de faible diamètre en Haynes 25 ont été testés avec de l'air afin de vérifier la validité des résultats donnés par la simulation. L'évolution du débit avec la différence de pression et avec l'interférence des joints avec le rotor a été étudiée. Les déplacements du rotor et la température des joints ont été suivis durant les essais. / Brush seals are compliant dynamic seals that are used in the turbomachines. They are made of a brush of fine bristles sandwiched between two plates, in such a way that the assembly fills the gap between the rotor and the stator. The bristles are usually made from a cobalt based alloy called Haynes 25 (other materials can be used, such as Kevlar). The behaviour of these seals shows a strong coupling between the fluid flow and the brush deformation.This kind of seal can be modelled by considering the brush as a porous medium. This method presents the benefit of a rather simple calculation of the flow, but it requires the use of experimental data in order to calibrate its permeabilities (i.e. its ability to let the fluid flow through it). The aim of this thesis is to propose a model using the porous medium approach but without the need of preliminary experimental data. An iterative simulation between the calculation of the bristles' deformation under the influence of the pressure forces and the solving of the flow in the porous medium formed by the deformed brush was developed. It relies on the numerical calculation of the permeabilities obtained from the pressure drop generated by an array of cylinders representative of the brush.Low diameter Haynes 25 seals were tested with air in order to verify the validity of the results given by the simulation. The evolution of the mass flow rate with the pressure difference and the interference between the seal and the rotor was studied. Displacements of the rotor and temperature of the seals were also monitored during the tests.

Nous étudions la déformation d'une capsule dans un canal microftuidique expérimentalement et numériquement. L'écoulement des rnicrocapsules est d'abord étudié numériquement dans un canal droit à section carrée. L'objectif est de développer une méthode de caractérisation des propriétés mécaniques de la membrane des capsules, à partir de leur déformation dans le canal. Nous avons mis en place une méthode d’identification afin de comparer la déformation des capsules observée expérimentalement et celle prédite par un modèle numérique tridimensionnel correspondant. La précision et la robustesse de l'algorithme d'analyse inverse ont été étudiées en faisant varier légèrement la géométrie des canaux. Finalement, la méthode a été utilisée afin de déterminer les propriétés mécaniques de rnicrocapsules dont la membrane est faite d’albumine réticulée. Nous avons ensuite appliqué une méthode de décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD) aux formes prises par les capsules lors de leur passage dans un canal droit ou bifurqué. Des données numériques ont d 'abord été utilisées afin de déterminer la dimension de la variété des formes prises par une capsule dans un canal droit. La base POD ainsi construite a été utilisée pour interpoler les formes et obtenir la déformation d'une capsule à tous les temps, et pour tout paramètre d’écoulement. Nous avons également étudié expérimentalement les microcapsules lors de leur déformation dans un canal bifurqué. Nous avons ainsi obtenu les premiers résultats qualitatifs pour cette configuration. Nous avons développé un programme de détection de contour semi-automatique afin de faciliter le traitement d’image. Enfin, nous avons appliqué la méthode POD sur ces contours 2D réalistes et ainsi démontré la faisabilité d'utiliser une base réduite POD pour décrire la déformation de capsules clans un canal bifurqué. / The motion and deformation of a liquid-filled classic microcapsule flowing in microchannels is investigated bath experimentally and numerically. The flow of capsules into a straight microfluidic channel with a square cross-section is firstly studied. The objective is to develop a method to determine the mechanical properties of the capsule membrane from its hydrodynamic deformation. A method of identification has been devised to compare the particle deformed shape measured experimentally in the microchannels to the ones predicted by a three-dimensional numerical model for the same configuration. The precision and robustness of the inverse analysis algorithm have been tested when the microfluidic channels slightly depart from pure squareness. We have finally applied the method on microcapsules with a membrane made of reticulated albumin and determined their rnechanical properties. A Proper Orthogonal Decomposition (POD) has then been applied to the shapes assumed by the capsules while flowing in either a straight or bi­ furcated channel. Using numerical data in a straight channel, we have determined the dimension of the capsule shape variety. We have then interpolated the coefficients resulting from the POD analysis to compute the capsule deformed shape at any time for any flow parameter. Capsules have finally been investigated flowing in a bifurcated microchannel. Qualitative results of the motion and deformation of capsules in such channel have been obtained. A semi-automatic contour detection program has been developed to improve the image analysis. The POD method has been applied to the experimental results, thus proving the feasibility of building a reduced-order model of the phenomenon by using a POD reduced basis.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre général de la tenue au séisme des coeurs de réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). Plus précisément, l'objectif de cette thèse est l'étude expérimentale du couplage entre assemblages combustibles induit par un écoulement d'eau axial. Les phases de conception, réalisation et mise en service d'une nouvelle installation appelée ICARE EXPERIMENTAL sont présentées. ICARE EXPERIMENTAL a été conçue pour observer simultanément les vibrations de quatre maquettes d'assemblages combustibles (2x2) confinées sous écoulement ascendant. Une nouvelle méthode d'analyse de données combinant analyse temps-fréquence et décomposition sur modes propres orthogonaux (POD) est décrite. Cette méthode, appelée Sliding Window POD (SWPOD), permet l'analyse de signaux à plusieurs composantes dont la répartition spatiale de l'énergie et le contenu fréquentiel varient avec le temps. Dans le cas de systèmes mécaniques (linéaires et non-linéaires), le lien entre les modes propres orthogonaux obtenus par la SWPOD et les modes normaux (linéaires et non-linéaires) est étudié. Les mesures obtenues avec l'installation ICARE EXPERIMENTAL sont analysées avec la SWPOD. Les premiers résultats mettent en évidence des mouvements caractéristiques des assemblages non excités, au passage de leurs résonances. Ce couplage entre assemblages combustibles, induit par le fluide, est reproduit par les simulations réalisées à l'aide du code de calcul COEUR3D. Ce code est basé sur une approche milieu poreux pour simuler un réseau d'assemblages combustibles sous écoulement. / The present study is in the scope of pressurized water reactors (PWR) core response to earthquakes. The goal of this thesis is to measure the coupling between fuel assemblies caused an axial water flow. The design, production and installation a new test facility named ICARE EXPERIMENTAL are presented. ICARE EXPERIMENTAL was built in order to measure simultaneously the vibrations of four fuel assemblies (2x2) under an axial flow. A new data analysis method combining time-frequency analysis and orthogonal mode decomposition (POD) is described. This method, named Sliding Window POD (SWPOD), allows analysing multicomponent data, of which spatial repartition of energy and frequency content are time dependent. In the case of mechanical systems (linear and nonlinear), the link between the proper orthogonal modes obtained through SWPOD and the normal modes (linear and nonlinear) is studied. The measures acquired with the ICARE EXPERIMENTAL installation are analysed using the SWPOD. The first results show characteristic behavior of the free fuel assemblies at their resonances. The coupling between fuel assemblies, induced by the fluid, is reproduced by simulations performed using the COEUR3D code. This code is based on a porous media model in order to simulate a fuel assemblies network under axial flow.

The aim of this study is to create CFD tools and models capable of simulating pulsatile blood flow in abdominal aortic aneurysm (AAA) and stent graft. It helps to increase the current physiological understanding of rupture risk of AAA and stent graft fixation or migration. Firstly, in order to build a general solver for the AAA modeling with reasonable accuracy, a third/fourth order modified OCI scheme is originally developed for general numerical simulation. The modified OCI scheme has a wider cell Reynolds number limitation. This high order scheme performs well with general rectangular mesh for incompressible fluid. Second, a velocity based finite volume method is originally developed to calculate the stress field for solid in order to capture the transient changes of the blood vessel since the artery is a rubber like material. All one, two and three dimensional classical cases for solid are tested and good results are obtained. The velocity based finite volume method show good potential to calculate the stress field for solid and easy to blend with the finite volume fluid solver. It has been recognized that fluid structure interaction (FSI) is very crucial in biomechanics. In this regard, the velocity based finite volume method is then further developed for FSI application. A well known one dimensional piston problem is studied to understand the feasibility of the fluid structure coupling. The numerical prediction matches the analytical solution very well. The velocity based method introduces less numerical damping compared with a stagger method and a monolithic method. Finally, the work focuses on practical pulsatile boundary conditions, non-Newtonian blood viscous properties and bifurcating geometry, and provides an overview of the hemodynamic within the AAA model. A modified Womersley inlet and imbalance pressure outlet boundary conditions are originally used in this study. The Womersley inlet boundary represents better approximation for pulsatile flow compared with the parabolic inlet condition. Numerical results are presented providing comparison between different boundary conditions using different viscous models in both 2D and 3D aneurysms. Good agreement between the numerical predictions and the experimental data is achieved for 2D case. 3D stent models with different bifurcation angles are also tested. The Womersley inlet boundary condition improves the existing inlet conditions significantly and it can reduce the Aneurysm neck computation domain. The influence of the non-Newtonian model to the wall shear stress (WSS) and strain-rate is also studied. The non-Newtonian model tends to produce higher WSS at both proximal and distal end of the aneurysm as compared with the Newtonian model (both 2D and 3D cases). The computed strain-rate distribution at the centre of the aneurysm is different between these two models. The influence of imbalance outlet pressure at the iliac arteries to the blood flow is originally investigated. The imbalance outlet pressure boundary conditions affect the computed wall shear stress significantly near the bifurcation point. All the pulsatile Womersley inlet, non-Newtonian viscosity properties and the imbalance pressure outlet need to be considered in blood flow simulation of AAA.

Grades da tomada dágua de usinas hidroelétricas são equipamentos de grande importância porque são responsáveis pela proteção das turbinas hidráulicas contra impacto de corpos flutuantes. Tais estruturas estão submetidas à ação de cargas dinâmicas oriundas do escoamento da água através das barras. O objetivo do presente trabalho é analisar grades submetidas à ação de fluxo de água. Ou seja, analisar as respostas da estrutura e o comportamento do escoamento da água utilizando os cálculos de dinâmica de estruturas acopladas às técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Para a elaboração destas análises, foi utilizado o software comercial CFX versão 14. Tais análises foram elaboradas mediante o processo de interação fluido-estrutura. Primeiramente, um modelo estrutural simplificado das barras verticais das grades é elaborado a partir de dados de projetos conhecidos. A partir deste modelo define-se um volume de controle que representa o escoamento do fluido. Devido ao número de Reynolds calculado, utiliza-se o modelo de turbulência para obtenção dos resultados tais como tensões e deslocamentos nas barras verticais, e perfil de velocidades do escoamento. Considerando o modelo proposto, foram elaboradas análises com sete diferentes valores de velocidade de modo a comparar os dados calculados numericamente através do método de elementos finitos com valores obtidos experimentalmente. A partir do modelo verificado, é apresentada uma análise de uma grade inclinada submetida a um fluxo paralelo. / Trashracks are very important equipment because they are responsible for protecting turbines of hydroelectric plants against floating bodies. These structures are subjected to the action of dynamic loads due to the water flow through the vertical and horizontal bars. The objective of this study was to analyze trashracks submitted by action of water flow. In other words, to analyze the responses of the structure and the behavior of water flow using dynamic of structures calculations coupled with computational fluid dynamics techniques (CFD) for a turbulent regime, through the use of commercial software CFX version 14. This analysis is elaborated by the process of fluid structure interaction. First of all, a simplified structural model of vertical bars is defined from other similar projects. For this model is defined a volume of control that represents fluid flow. Due to the Reynolds number calculated, it is utilized a turbulence model in order to obtain the results. These results are: stresses and displacements of vertical bars; and profile of velocities of flow. The results are analyzed and discussed. After that, considering the simplified model, analyzes with seven different values of speed are executed in order to compare the results between the data calculated numerically by finite elements method, and the values obtained experimentally. Considering the model verified, an analysis, of an inclined trashrack subjected to a parallel flow, is presented.

La structure de l’oeil permet d’observer la microcirculation, grâce aux caméras de fond d’oeil. Ces appareils sont bon marché et couramment utilisés dans la pratique clinique, permettant le dépistage de maladies oculaires. La capacité des vaisseaux à adapter leur diamètre (autorégulation) afin de réguler le débit sanguin est importante dans la microcirculation. L’hémodynamique de l’oeil est impactée par la pression à l’intérieur du globe oculaire (IOP), qui est à son tour influencée par le flux sanguin oculaire. Les altérations de l’autorégulation et l’IOP jouent un rôle dans les maladies oculaires. La modélisation mathématique peut aider à interpréter l’interaction entre ces phénomènes et à mieux exploiter les données médicales disponibles. Dans la première partie, nous présentons un modèle simplifié d’interaction fluidestructure qui inclut l’autorégulation, appliqué à un reseau 3D obtenu par imagerie médicale. Les cellules musculaires lisses regulant le diamètre du vaisseau sont modélisés dans la structure. Ensuite, nous utilisons des équations de poroélasticité pour décrire le flux sanguin dans la choroïde, dans un modèle multi-compartiments de l’oeil. Cette approche permet de rendre compte de la transmission de la pulsatilité de la choroïde à la chambre antérieure, où l’IOP est mesurée. Nous présentons des résultats préliminaires sur la choroïde, l’humeur aqueuse et sur la choroïde couplée avec la vitrée. Enfin, nous présentons un modèle d’ordre réduit pour accélérer des simulations multi-physique. Des modèles de haute précision sont utilisés pour les compartiments d’intérêt et une représentation réduite de l’opérateur de Steklov-Poincaré est utilisée pour les autres compartiments. / The structure of the eye offers a unique opportunity to directly observe the microcirculation, by means, for instance, of fundus camera, which are cheap devices commonly used in the clinical practice. This can facilitate the screening of systemic deseases such as diabetes and hypertension, or eye diseases such as glaucoma. A key phenomenon in the microcirculation is the autoregulation, which is the ability of certain vessels to adapt their diameter to regulate the blood flow rate in response to changes in the systemic pressure or metabolic needs. Impairments in autoregulation are strongly correlated with pathological states. The hemodynamics in the eye is influenced by the intraocular pressure (IOP), the pressure inside the eye globe, which is in turn influenced by the ocular blood flow. The interest in the IOP stems from the fact that it plays a role in several eye-diseases, such as glaucoma. Mathematical modelling can help in interpreting the interplay between these phenomena and better exploit the available data. In the first part of the thesis we present a simplified fluid-structure interaction model that includes autoregulation. A layer of fibers in the vessel wall models the smooth muscle cells that regulate the diameter of the vessel. The model is applied to a 3D image-based network of retinal arterioles. In the second part, we propose a multi-compartments model of the eye. We use the equations of poroelasticity to model the blood flow in the choroid. The model includes other compartments that transmit the pulsatility from the choroid to the anterior chamber, where the measurements of the IOP are actually performed. We present some preliminary results on the choroid, the aqueous humor and on the choroid coupled with the vitreous. Finally, we present a reduced order modelling technique to speed up multiphysics simulations. We use high fidelity models for the compartments of particular interest from the modelling point of view. The other compartments are instead replaced by a reduced representation of the corresponding Steklov-Poincaré operator.

[ES] La Interacción Fluido Estructura consiste en un problema físico en el que dos materiales, gobernados por conjuntos de ecuaciones distintas, se acoplan de diferentes formas. La investigación en el campo de la Interacción Fluido Esructura experimentó un importante desarrollo desde principios del siglo XX, de la mano del campo de la aeroelasticdad. Durante el desarrollo de la industria aeroespacial en el contexto de las guerras mundiales, el uso de materiales más ligeros (y flexibles) comenzó a hacerse obligatorio para la obtención de aeronaves con un comportamiento (y costes) aceptable. A lo largo de los últimos años, el uso de materiales de construcción cada vez más ligeros, se ha extendido al resto de campos de la industria. A modo de ejemplo, podría servir el desarrollo de trackers en la producción de energia solar; la utilización de materiales ligeros en ingeniería civil o el desarrollo de elementos constructivos de plástico en la industria del automóvil. Como consecuencia, la predicción con exactitud de las deformaciones inducidas por un fluido y, si aplica, la influencia de estas deformaciones en el propio flujo, ha adquirido una importancia vital. Este documento intenta porporcionar, en primer lugar, una profunda revisión de los métodos experimentales y computacionales que se han utilizado en este contexto en la bibliografía, así como los análisis en problemas de este tipo realizados por otros investigadores de cara a presentar una primera aproximación a la Interacción Fluido Estructura. Se verá cómo existe una importante cantidad de herramientas y metodologías aplicables a cualquier tipo de problema y para cualquier combinación de flujos y estructuras. Sin embargo, no existe una aproximación general que, en función de valores de números adimensionales, permita establecer cuáles de ellos son los de mayor importancia en este tipo de problemas. En este sentido, se llevará a cabo un completo análisis paramétrico durante el desarrollo del Capítulo 2 para establecer cuáles de ellos son de mayor importancia. Una vez se establezca la importancia de estos parámetros, se analizará un caso que es de especial interés en la industria: la aerovibroacústica. Éste es un caso particular de Interacción Fluido Estructura en el que, debido a la combinación de parámetros adimensionales, la interacción se puede considerar como prácticamente unidireccional, permitiendo extender estudios mediante un conste computacional relativamente acotado. La Aerovibroacústica y la vibroacústica se analizarán mediante la presentación de dos casos de referencia, permitiendo proponer una metodología que se podrá extender a otros problemas similares. / [CAT] La Interacció Fluid Estructura consisteix en un problema físic en què dos materials, governats per conjunts d'equacions diferents, s'acoblen de diferents formes. La investigació en el camp de la Interacció Fluid Esructura va experimentar un important desenvolupament des de principis del segle XX, de la mà del camp de la aeroelasticdad. Durant el desenvolupament de la indústria aeroespacial en el context de les guerres mundials, l'ús de materials més lleugers (i flexibles) va començar a fer-se obligatori per a l'obtenció d'aeronaus amb un comportament (i costos) acceptable. Al llarg dels últims anys, l'ús de materials de construcció cada vegada més lleugers, s'ha estès a la resta de camps de la indústria. A tall d'exemple, podria servir el desenvolupament de textit trackers en la producció d'energia solar; la utilització de materials lleugers en enginyeria civil, el desenvolupament d'elements constructius de plàstic a la indústria de l'automòbil. Com a conseqüència, la predicció amb exactitud de les deformacions induïdes per un fluid i, si escau, la influència d'aquestes deformacions en el propi flux, ha adquirit una importància vital. Aquest document intenta porporcionar, en primer lloc, una profunda revisió dels mètodes experimentals i computacionals que s'han utilitzat en aquest context en la bibliografia, així com les anàlisis en problemes d'aquest tipus realitzats per altres investigadors de cara a presentar una primera aproximació a la Interacció Fluid Estructura. Es veurà com, encara que existeix una important quantitat d'eines i metodologies aplicables a qualsevol tipus de problema i per a qualsevol combinació de fluxos i estructures, no hi ha una aproximació general que, en funció de valors de nombres adimensionals, permeti establir quins d'ells són els de major importància en aquest tipus de problemes. En aquest sentit, es durà a terme una completa anàlisi paramètric durant el desenvolupament del Capítol 2 per a establir quins d'ells són de major importància. Un cop s'estableixi la importància d'aquests paràmetres, s'analitzarà un cas que és d'especial interès en la indústria: la aerovibroacústica. Això és un cas particular d'Interacció Fluid Estructura en què, a causa de la combinació de paràmetres adimensionals, la interacció es pot considerar com pràcticament unidireccional, permetent estendre estudis mitjançant un consti computacional relativament acotat. La Aerovibroacústica i la vibroacústica s'analitzaran mitjançant la presentació de dos casos de referència, permetent proposar una metodologia que es podrà estendre a altres problemes similars. / [EN] Fluid Structure Interaction is a physical problem where two different materials, governed by different set of fundamental equation, are coupled on different ways. The research on the field of Fluid Structure Interaction experienced a noticeable growth since the beginnings of the XXth century, by means of the field of aeroelasticity. During the development of the aerospace industry in the context of first and second Wolrd War, as the use of lighter (and softer) materials became mandatory for the correct behavior (and cost savings) of the produced aircrafts. During these past years, the use of use of increasingly lighter construction materials has extended to the rest of fields of the industry. As an example, it could be mentioned the use of solar trackers on the solar energy sector; the use of light materials on civil engineering or the use of plastic for some constructive elements in the context of the automotive field. As a consequence, the accurate prediction of the deformations induced to a fluid flow over a structure and, if needed, the influence of this deformation on the fluid flow itself is becoming of primal importance. This document intends to provide with a deep review of the computational and experimental reported methodologies already available on the literature and the previous works performed by other researches in order to infer a first approximation to the Fluid Structure Interaction Problem. It will be observed how an important amount of solving methodologies is available in order to face these problems regarding with the strength of the interaction. However, a general approximation allowing to predict this strength as a function of a set of dimensional number is rarely known. In this sense, a full parametric study will be performed during the development of Chapter 2 showing which of them are of higher importance. Once the influence of these parameters is determined, a case of special interest will be analyzed: aerovibroacoustics. This, is a particular case of Fluid Structure Interaction where, due to the combination of its nondimensional parameters, one directional coupling can be supposed for most of the cases. Aerovibroacoustics and vibroacoustics will be analyzed by means of two reference cases, allowing finally to propose a methodology which could be extended for other related problems. / Quintero Igeño, PM. (2019). Characterization of Fluid Structure Interaction mechanisms and its application to vibroacoustic phenomena [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/128412 / TESIS

This thesis deals with dynamic behavior of rotor dynamics system vibrating in a liquid. Work is factually oriented on influence of the liquid to natural frequences of rotor of vortex turbine. There is described the creation of geometric and computational model of the system and the results of natural frequences and damping in dependence on environment are presen-ted. There are compared variations in natural frequences of the rotor system, which are caused of the interaction of the various level of the water environment. The step of integration are tested and compared for choise solving method. Problem is solved by computational simulation in commercial software ANSYS 11.0 There is used software tools Multiphysics/FSI.