Soft corals vortex-induced dynamics : experimental and numericalstudy
Notice bibliographique
Résumé
Soft corals in the Caribbean Sea like the bipinnate sea plume, have a branched geometry and are soft enough to bend under the waves. Due to their cylindrical cross section, a vortex street forms in the coral's wake inducing vibrations transverse to the flow. These vortex-induced vibrations (VIV) are a feeding asset for the coral, enabling it to catch up to 40% more nutrients brought by the flow. If the 2D motion of a cylinder cross section with VIV has been widely studied, the 3D dynamics of a branched structure remains unknown. In this numerical and experimental study, we show how this 3D motion affects the coral feeding. We develop a finite element model of the coral where the cross-flow and in-line VIV are modelled with the wake-oscillator model (WOM). The Euler-Bernoulli beam theory combined with the WOM allow to study the coupled dynamics of the flexible structure. The frame finite element model of the coral colony structure uses the corotational framework to consider large displacements and rotations. The WOM is a phenomenological model for assessing VIV where the action of the wake is modelled by an oscillating lift force, avoiding a costly fully coupled fluid-structure simulation. The lift coefficient follows a Van der Pol oscillator model. Proper orthogonal decomposition separates the trunk and branch motion into vibration modes and characterizes the dynamics. Experimental measurements validate the numerical modes and frequencies. A flexible and elastic model of the soft coral colony is 3D-printed by selective laser sintering. The coral is clamped inside a water loop under a constant uniform flow. Its transverse displacements, captured with a high-speed camera, are compared with the simulations. The influence of the reduced velocity and the number of branches is discussed. Eventually, we conclude on the ability of the coral to feed itself during VIV lock-in better than in static conditions. When engineers usually seek VIV removal from constructions to prevent fatigue, soft corals draw benefits from this instability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».