Modélisation par la méthode SPH de l'impact de la houle sur une paroi verticale

Abstract

Résumé :Un outil numérique, de type SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), a été développé dans le but de simuler l'interaction hydrodynamique entre la houle et des ouvrages portuaires ou côtiers, dotés de systèmes de récupération d'énergie marine. Nous nous intéressons plus particulièrement à la prédiction des pics de pression survenant lors de l'impact de vagues sur un ouvrage, afin de calculer les efforts auxquels la structure sera soumise. L'impact d'un soliton sur un mur vertical, adossé à une plage inclinée, a donc été simulé dans un canal à houle numérique, montrant ainsi la capacité du code à traiter ce type de problème. En faisant varier les paramètres d'entrée du batteur, nous avons retrouvé les différentes formes d'impacts mis en évidence par les expériences : aerated impact, flip through, air pocket et slosh impact. Afin d'étudier le lien entre la forme de l'interface et la dynamique de l'impact, un cas académique de "jet triangulaire" a été étudié de manière similaire à l'étude de . Plusieurs variantes de la méthode SPH (Rusanov-SPH, Delta-SPH, …) ont été testées en termes de stabilité et précision. Cela a conduit à une nette amélioration du calcul de la pression sur la paroi et de la trajectoire du jet tout en préservant le caractère lagrangien de la méthode. D'autres variantes de la méthode SPH, basées sur les schémas type ALE (Arbitraire Lagrange Euler) et les solveurs de Riemann permettent d'obtenir de bons résultats (GUILCHER et al., 2010, RAFIEE et al., 2013, moyennant des temps de calculs supérieurs. Les résultats obtenus ici sont comparés avec ceux d'une autre méthode numérique, de type VOF, ainsi qu'avec un modèle analytique.