Simulation en méthode particulaire des sollicitations hydrodynamiques d'ouvrages marins

Abstract

Résumé :Notre étude porte sur l'amortissement d'une houle régulière par une plaque horizontale immergée en canal. L'interaction non-linéaire entre l'onde de gravité, la plaque et la surface libre conduit à un transfert d'une partie de l'énergie de la houle incidente vers ses harmoniques, ainsi qu'à la création périodique de tourbillons aux extrémités. Ainsi, un code de simulation en méthode particulaire SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) a été développé pour l'étude des interactions fluide-structure dans le domaine du génie côtier, permettant la mesure de données physiques très ciblées et souvent inaccessibles expérimentalement. Nativement, la méthode SPH est bien adaptée au suivi de déformations complexes d'interfaces, ce qui en fait un outil précis pour la modélisation de la houle jusqu'au déferlement. De nombreuses améliorations ont également été apportées afin d'améliorer la prise en compte d'écoulements à la dynamique plus lente (interaction houle-ouvrages marins). Une parallélisation efficace a d'ailleurs été développée, permettant la simulation d'écoulements bi-et tridimensionnels moyennant des temps de calcul raisonnables. Enfin, une nouvelle technique, inspirée de la méthode des frontières immergées, est employée pour la prise en compte des conditions aux limites de type adhérence sur les parois des ouvrages.

Simulation en méthode particulaire d'un écoulement de houle sur des ouvrages marins

“…est le vecteur unitaire allant de la particule i vers la particule j . Le flux Rusanov, inclus dans l'équation de conservation de la masse (FERRARI et al, 2009), permet de stabiliser le schéma, tout en réduisant la dissipation numérique observée avec le modèle précédent (CHERFILS et al, 2010). 3.1 Conditions aux limites Les conditions de glissement sur les parois sont imposées à l'aide de "particules fantômes" crées, à chaque itération, par symétrie des particules du fluide par rapport aux parois (CHERFILS, 2011 Thème 1 -Hydrodynamique côtière Figure 3.…”

“…Ce travail s'inscrit dans la continuité des travaux présentés aux précédentes JNGCGC (CHERFILS et al, 2010). Un code de calcul parallèle en méthode SPH (GINGOLD & MONAGHAN, 1977 ;LUCY, 1977) a été développé.…”

“…Le code de calcul JOSEPHINE est d'abord présenté sur le cas test de l'effondrement d'une masse d'eau et de son impact sur un mur vertical. Les résultats précédents (CHERFILS et al, 2010) ont été améliorés, étendus et sont comparés aux données expérimentales et numériques disponibles. Puis, notre modèle est appliqué à l'écoulement autour d'une plaque immergée dans un canal à houle, montrant sa capacité à prendre en compte des écoulements visqueux à surface libre autour d'obstacles.…”