Prise en compte du ressort de maintien
Caractérisation d'un gaz confiné à l'aide d'un capteur acoustique - Application aux crayons combustibles nucléaires

Le ressort de maintien diminue fortement l'amplitude des signaux de gaz (figure 16) toutefois les mesures de vitesse ne semblent pas affectées par sa présence (figure 17). En première approximation, on montre que le ressort fait obstacle à l'établissement des ondes stationnaires.

Or, les ressorts peuvent être plus ou moins comprimés lors de la fabrication et leur pas peut évoluer au cours des irradiations. On peut se demander quelle est l'influence du pas du ressort sur la transmission des ondes, et aussi s'il existe un moyen de minimiser les effets du ressort, comme choisir une zone fréquentielle de mesure plus favorable.

Pour répondre à ces questions, nous avons simulé l'effet du ressort à l'aide de la méthode des sources équivalentes (appelée aussi méthode de superposition, développée à l'origine pour le calcul des champs électrostatiques). Le principe de cette méthode consiste à remplacer le corps réel par un jeu de sources discrètes incluses dans le volume. Le champ de pression acoustique en un point de l'espace environnant se déduit de la somme pondérée des champs de pressions élémentaires produits par chacune des sources ponctuelles (solution de Green de l'équation d'Helmholtz). La force de rayonnement de chaque source est déterminée de manière à ce que la condition de vitesse à la surface du corps soit satisfaite en un certain nombre de points de consigne (placées sur les surfaces). Cette méthode est une variante simplifiée des éléments finis aux frontières (BEM) et offre une alternative intéressante à l'utilisation des éléments finis de volume (FEM).

Le problème de la géométrie hélicoïdale 3D étant trop complexe pour être traité numériquement, une simplification à deux dimensions a été réalisée : on suppose la cavité du tube comme une cavité plane et les fils du ressort comme des cylindres parallèles (figure 18 a ).

À partir des simulations, on calcule en réflexion l'impédance du gaz sur le plan moteur. En transmission, on calcule l'impédance de transfert, définie comme la pression moyenne appliquée par le gaz sur le plan récepteur, divisée par la vitesse du plan moteur.

Le calcul théorique de l'effet du ressort sur l'amplitude des ondes stationnaires a montré que :

• les ondes...