Download or read book Simulation num rique des coulements surface libre avec turbulence written by FRANCOIS.. BOUTTES and published by . This book was released on 1994 with total page 341 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La méthode des éléments finis (m.e.f.) A été appliquée avec succès pour représenter l'hydrodynamique a surface libre, mais avec une modélisation de la turbulence très simplifiée. Ce travail a pour but de simuler, a l'aide de la m.e.f., des écoulements a surface libre avec des représentations de la turbulence plus complexes. Il commence par une présentation générale des modèles de turbulence. Nous avons choisi d'utiliser plus particulièrement deux types de modèle: le modèle k-, des modèles aux longueurs de mélange développés a partir de la simplification du modèle précédent. Une simplification supplémentaire est effectuée en bidimensionnalisant les modèles. Un travail de ce type a déjà été effectué par rodi et al pour le modèle k-. Nous l'avons complété pour les modèles aux longueurs de mélange. Dans le cas ou les courbures de l'écoulement horizontal sont importantes, nous proposons des variantes des deux types de modèle précédents et par ailleurs, une modification des frottements de fond intervenant dans l'équation de l'écoulement (saint-venant). Cette dernière est notamment importante pour les études sedimentologiques. La méthode de résolution des équations du modèle k- utilisée dans cette thèse est la méthode des éléments finis ; il s'agit alors de résoudre un système non linéaire complexe ; dans ce travail, nous avons fait un choix d'interpolation particulier et teste plusieurs méthodes de résolution. Le couplage avec le modèle hydrodynamique est effectue par un algorithme explicite. Sont présentés plusieurs critères pour contrôler la convergence du modèle k-. Nous terminons par une validation des modèles de turbulence utilises sur de nombreux exemples. Sur ces derniers, nous avons vérifié les méthodes employées pour résoudre les équations du modèle k-

Download or read book Mod lisation et simulation num rique des coulements surface libre written by Taik-A and published by Omn.Univ.Europ.. This book was released on 2018-02-28 with total page 176 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation des mod les math matiques dans la simulation des divers ph nom nes, est devenue essentielle comme moyen de pr diction. Cette th se est consacr e l' tude num rique quasi-dimensionnelle, quasi-bidimensionnelle et tridimensionnelle des coulements surface libre. Pour les deux premiers cas nous avons utilis la m thode des volumes finis. Les quations consid r es sont les quations de Saint-Venant obtenues par int gration des quations de Navier-Stokes sur la profondeur. Pour tenir compte de la turbulence un mod le de fermeture type deux quations a t propos . Plusieurs sch mas num riques ont t labor s pour des maillages structur s ou non du domaine. Comme application, nous avons consid r l' coulement bi-couche dans le d troit de Gibraltar pour d terminer l'interface s parant la M diterran e et l'Atlantique. Aussi, l' coulement dans le lac de Bouregreg a t simul dans le but de d terminer les zones mortes o le ph nom ne de l'eutrophisation peut se produire. Finalement nous avons consid r l' coulement 3D dans le lac de Bouregreg, pour pouvoir tudier l'a ration m canique afin de traiter ce ph nom ne qui d grade la qualit de l'eau destin e tre potable.

Download or read book Simulation num rique d coulements surface libre written by Fabrice Loiseau and published by . This book was released on 1996 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: POUR ETUDIER LE COMPORTEMENT DE LA COUCHE LIMITE ENGENDREE PAR UN ECOULEMENT DE HOULE ET/OU DE COURANT, ON SE PROPOSE DANS UNE PREMIERE APPROCHE DE MODELISER DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS VERTICAUX EN METTANT EN OEUVRE UN PROGRAMME DE RESOLUTION DES EQUATIONS DE LA MECANIQUE DES FLUIDES QUI UTILISE UNE FORMULATION A.L.E. (ARBITRARY LAGRANGIAN EULERIAN), TECHNIQUE PARTICULIEREMENT BIEN ADAPTEE AUX PROBLEMES A SURFACE LIBRE. UNE ETUDE NUMERIQUE INTRINSEQUE DE CONVERGENCE PORTANT SUR LE CODE A PERMIS D'UNE PART DE FIXER LES PARAMETRES DE DISCRETISATION ET, D'AUTRE PART, DE CHOISIR LA TECHNIQUE D'INTERPOLATION POUR LA DEFINITION DE LA SURFACE LIBRE, LE SCHEMA CONVECTIF ET LE SCHEMA D'EVOLUTION DE LA SURFACE LIBRE AU VOISINAGE D'UNE PAROI. L'ETUDE DE LA PROPAGATION D'UNE ONDE SOLITAIRE A SERVI DE CAS TEST. LES COMPARAISONS DES RESULTATS OBTENUS AVEC CEUX D'ORIGINE EXPERIMENTALE ET ANALYTIQUE D'AUTRES AUTEURS SONT SATISFAISANTES. A PARTIR DE LA NOUS AVONS TRAITE TROIS ASPECTS D'UN PROBLEME IMPORTANT POUR LA DYNAMIQUE SEDIMENTAIRE: LA DETERMINATION DE LA COUCHE LIMITE ENGENDREE PAR UN ECOULEMENT DE HOULE ET/OU DE COURANT. NOUS AVONS REPRODUIT LA CONFIGURATION EXPERIMENTALE DU CANAL A HOULE DU LABORATOIRE DE MECANIQUE DES FLUIDES ET GENIE CIVIL DU HAVRE QUI TRAVAILLE AVEC LE MEME OBJECTIF. POUR UN ECOULEMENT DE HOULE SEULE, LES RESULTATS OBTENUS PAR LA MODELISATION NUMERIQUE SONT SATISFAISANTS, COMPARES AUX RESULTATS ANALYTIQUES DISPONIBLES. POUR UN ECOULEMENT DE COURANT SEUL, LES RESULTATS SONT EGALEMENT EN BON ACCORD AVEC LES RELATIONS FOURNIES PAR LA BIBLIOGRAPHIE EXISTANTE, CETTE ETUDE A NOTAMMENT PERMIS DE PRECISER LES VALEURS DU COEFFICIENT DE CHEZY. ENFIN, LES PREMIERES SIMULATIONS D'ECOULEMENTS COMBINES DE HOULE ET DE COURANT ONT ETE FAITES. LA COMPARAISON AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX APPARAIT SATISFAISANTE POUR UN ECOULEMENT DE HOULE DOMINANT

Download or read book Structure Et Mod lisation D coulements Surface Libre written by Sahbi Zaouali and published by Omniscriptum. This book was released on 2011-03 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce livre présente une analyse expérimentale et numérique de la structure d'un écoulement turbulent pleinement développé, dans un canal rectangulaire à ciel ouvert dont le fond présente un fort contraste transversal de rugosité. Les mesures par Anémométrie Laser Doppler à deux composantes ont conduit à une description détaillée des champs, du tenseur de Reynolds, de vitesses moyennes et des écoulements secondaires. Après avoir déterminer les paramètres de paroi, on a analysé et interprété les lois de similitude des composantes du tenseur de Reynolds dans la zone de paroi et sous la surface libre. La simulation numérique exige la mise en oeuvre de modèles du tenseur de Reynolds capables de restituer l'anisotropie de la turbulence et son amplification près de la paroi et de la surface libre. Après une étude comparative de plusieurs modèles, on a adapté une version algébrique du modèle de Gibson & Rodi (1989). L'analyse des prédictions du modèle montre qu'il reproduit correctement le comportement des contraintes turbulentes ainsi que la structure des écoulements secondaires.

Download or read book Hydrodynamique des coulements surface libre written by Jean-Michel Hervouet and published by Presses Ponts et Chaussées. This book was released on 2003 with total page 311 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les systèmes hydro-informatiques, tels que le système Telemac développé par la branche R&D d'électricité de France, sont devenus en mécanique des fluides à surface libre, et donc principalement pour des études liées à l'environnement, des outils privilégiés et indispensables de la recherche et de l'ingénierie, utilisés aussi bien pour les études d'impact et le dimensionnement des ouvrages que pour le calcul des marées et la simulation des crues. Les principes de la modélisation numérique qui sous-tendent ces nouveaux outils sont rassemblés dans cet ouvrage, depuis l'établissement des équations de base et de leurs formes simplifiées, jusqu'au détail de la révolution numérique, ici avec la méthode des élements finis, sons oublier l'optimisation tenant compte des architectures des ordinateurs et le problème de l'identification des données ou paramètres inconnus. Quelques exemples d'application, comme la rupture du barrage de Malpasset ou le calcul des marées dans la Manche, sont également présentées. L'étudiant, l'ingénieur et le chercheur trouveront ici, avec une unité de lieu et de notation, l'exposé cohérent de tous les raisonnements et hypothèses qui permettent la construction de ces outils modernes d'analyse et de prévision que sont les logiciels de simulation numérique, et dont l'apport en mécanique des fluides dans le domaine de l'environnement devient chaque jour plus indispensable.

Download or read book Simulation num rique d coulements de fluides incompressibles avec surface libre written by Vincent Maronnier and published by . This book was released on 2000 with total page 127 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Structure et mod lisation d coulements surface libre dans des canaux de rugosit inhomog ne written by Sahbi Zaouali and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse développe une analyse expérimentale et numérique de la structure d'un écoulement turbulent pleinement développé, dans un canal rectangulaire à ciel ouvert dont le fond présente un fort contraste transversal de rugosité. Les mesures par Anémométrie Laser Doppler à deux composantes ont conduit à une description détaillée des champs du tenseur de Reynolds dans la zone de paroi et sous la surface libre. La simulation numérique exige la mise en oeuvre de modèles du tenseur de Reynolds. Nous avons adapté une version algébrique du modèle de Gibson & Rodi (1989). Le modèle simule correctement l'évolution transversale et verticale des profils des contraintes turbulentes. Ce modèle est exploité pour proposer de nouvelles fermetures sur le frottement à la paroi et les termes dispersifs des modèles intégrés de Saint Venant.

Download or read book Simulation d coulements surface libre par une m thode de capture d interface en formulation totalement coupl e written by Yann Andrillon and published by . This book was released on 2004 with total page 212 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce mémoire, il est présenté le développement d'un outil numérique destiné à la simulation d'écoulements quelconques à surface libre. Cet outil se caractérise par l'emploi d'une méthode fortement couplée pour la résolution des équations de Navier-Stokes et par l'utilisation d'une technique dite de capture d'interface pour localiser la surface libre. Dans la première partie de l'ouvrage, la validation de la technique de capture d'interface est réalisée. Brièvement, cette technique consiste à simuler l'écoulement d'un seul fluide dont les caractéristiques physiques (viscosité et masse volumique) varient au travers d'une zone de transition : zone supposée coïncider avec la surface libre. La localisation de celle-ci est réalisée par la valeur d'un indicateur : la fraction de volume. L'évolution temporelle et spatiale de cette zone est obtenue par la résolution d'une équation de convection. La résolution de cette équation est implicite et ne nécessite pas de reconstruction d'interface. La seconde partie du document présente une description détaillée de la discrétisation des équations de Navier-Stokes utilisée et de la construction du système numérique. Dans cette partie, nous présentons et décrivons deux formulations numériques du problème se distinguant par une prise en compte différente du terme de masse volumique. Puis, la question de la compatibilité entre les discrétisations des équations de conservation est traitée. Enfin, pour conclure le mémoire, les outils numériques présentés sont validés par comparaison avec des résultats expérimentaux pour une grande variété de problèmes : sloshing, effondrement d'une colonne d'eau, instabilités de Rayleigh-Taylor, écoulement autour d'un profil immergé et la génération de houle. Enfin, quelques applications tridimensionnelles comme l'écoulement autour d'une carène sont décrites.

Download or read book Mod lisation et contr le d coulements surface libre par la m thode de Boltzmann sur r seau written by Olivier Marcou and published by . This book was released on 2010 with total page 242 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse traite de la modélisation et la simulation des systèmes complexes et s’inscrit dans la thématique du contrôle et la gestion des ressources en eau. Nous proposons une approche originale basée sur les modèles de Boltzmann sur réseau pour représenter les écoulements au sein des canaux d’irrigation, habituellement décrits par les équations non linéaires de Saint-Venant. Nous avons adapté un modèle bi-fluide et étudié les conditions aux bords qui permettent de reproduire la géométrie d’un canal à surface libre. Des méthodes de détermination des grandeurs hydrauliques d’intérêt ont été développées. Nous nous sommes intéressés au comportement des vannes de fond en régime noyé, et nous démontrons que le modèle permet de décrire celui-ci spontanément dans différentes situations de fonctionnement. Des validations ont été effectuées par le biais d’une comparaison avec des expérimentations menées sur un micro-canal expérimental. Nous avons également introduit dans le modèle des phénomènes de sédimentation et étudié l’influence de la présence d’un dépôt de sédiments sur l’écoulement. Là aussi, les résultats de simulation et d’expérimentation convergent.

Download or read book Analyse math matique et simulation num rique de mod les d coulement de fluides incompressibles en surface libre et milieu poreux d formable written by and published by . This book was released on with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Milieu poreux déformable. On dérive un modèle mathématique pour un milieu poreux déformable en utilisant la conservation de la masse, la loi de Darcy généralisée et le tenseur de déformation dépendant de la fonction de retrait de vertisol de E. Braudeau. On démontre l'existence globale d'une solution faible de ce problème. On utilise pour la preuve un théorème de compacité de Dubinskii, généralisé pour des hypothèses plus faibles. On montre que les paramètres de Van Genuchten associés à la conductivité hydraulique et au potentiel matriciel sont liés à la régularité de la solution faible. Un logiciel calculant la teneur en eau du milieu poreux déformable, écrit en fortran 90, est mis en place. La méthode des éléments finis et un schéma d'Euler implicite sont utilisés pour le code de calcul. Modèle de Saint-Venant visqueux. On étudie l'existence de solutions pour un modèle de Saint-Venant non linéaire décrivant mathématiquement l'écoulement d'un cours d'eau pour une formulation hauteur-débit. Utilisant la technique du point fixe de Banach dans le cas du système linéarisé on démontre l'existence globale et l'unicité de solutions. Dans le cas non linéaire, l'utilisation du théorème de point fixe de Schauder et d'un résultat de compacité de J. Simon nous permet de prouver l'existence d'une solution pour des temps petits. Des résultats d'une simulation numérique du système de Saint-Venant sont présentés dans le cas d'une rupture de barrage. Des comparaisons sont données en fonction de la viscosité et de la non-linéarité du problème.

Download or read book Analyse math matique et simulation num rique de mod les d coulement de fluides incompressibles en surface libre et milieu poreux d formable written by Soulèye Kane and published by . This book was released on 2005 with total page 119 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Mod lisation num rique des coulements surface libre written by Electricité de France. Direction des études et recherches and published by . This book was released on 1993 with total page 27 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Mod lisation num rique des coulements surface libre written by J. M.. Hervouet and published by . This book was released on 1993 with total page 27 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Mod lisation Et Analyse Num rique Des coulements Surface Libre written by Pierrick Quemar and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: In this thesis, we are interested by Finite Elements methods for the three-dimensional free surface Navier-Stokes equations under the ALE formulation. They enable to simulate geophysical flows. The initial and main goal is to analyse the existing limitations of these numerical methods and to provide perspectives of improvement, justified mathematically.This purpose helps us to present a review and improvement way for Telemac-3D, which is a hydrodynamics industrial software developed by the Laboratoire National d'Hydraulique et Environnement of EDF R&D. Therefore, we analyse precisely and we evaluate this algorithm, with respect to the recent scientific publications. This software solves the free surface Navier-Stokes equations with the decomposition of the pressure through a hydrostatic part and a dynamic part. A major limitation is that the velocity field of the fluid is not divergence-free. Furthermore, we highlight a time restriction on the time step. Moreover, alternative approaches are studied and compared. In particular, we focus on a numerical strategy which consists in advecting the free surface, in updating the domain and in solving the Navier-Stokes equations. Based on this strategy, we analyze a first order explicit scheme in time with a Finite Elements stabilization term. The numerical method allows to ensure important properties : the mass conservation of the water quantity and the weak free divergence condition. We demonstrate that this scheme is conditionally stable in time. Besides, we propose a new variational formulation allowing to obtain a semi-implicit scheme in time combined with the Finite Elements method,which is stable independently from the velocity of the mesh and without an exact free divergence velocity.Finally, in order to expand the hydrodynamic knowledges, some simplified models used in other software developed by EDF R&D are studied. In particular, we focus on the mild-slope equation solved in the software Artemis [51]. It is an asymptotic model derived from the linear water wave equation. As a consequence, we study the hypothesis and the validity of the derivation. An approximate analytical solution is additionally derived for this purpose. Moreover, comparisons with other asymptotic models, such as the linear shallow water equation or the Helmholtz equation, are presented.

Download or read book Simulation D coulements Turbulents Diphasiques Surface Libre written by Jérôme Larocque and published by Omniscriptum. This book was released on 2011-10 with total page 316 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objet de ce travail est de modéliser et de simuler des écoulements turbulents diphasiques incompressibles à phases non miscibles. La modélisation et la simulation de ce type d'écoulements sont traitées dans le cadre des méthodes de Simulation des Grandes Echelles (SGE) ou Large Eddy Simulation (LES) en anglais. Elles consistent à calculer directement les plus grandes structures de l'écoulement et à modéliser les plus petites. Dans ce travail, les méthodes SGE, largement appliquées aux écoulements turbulents monophasiques, sont étendues au cadre des écoulements turbulents diphasiques. Pour cela, elles sont couplées avec une méthode eulérienne de type "Volume Of Fluid" (VOF) spécifique au caractère diphasique de l'écoulement. La pertinence du couplage entre les modélisations SGE et VOF est testée à l'aide d'une configuration industrielle proposée par le CEA-CESTA: l'impact d'un jet rond turbulent sur une surface libre eau/air dans une cavité. Des mesures expérimentales de vitesse (Particle Image Velocimetry PIV) réalisées au CEA- CESTA sont disponibles pour valider les résultats numériques issus des simulations.

Download or read book Mod lisation math matique et num rique de syst mes multicouches avec transport de s diments pour les probl mes surface libre written by Saida Sari and published by . This book was released on 2013 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est de fournir un outil de simulation efficace pour les problèmes d'écoulements à surface libre avec transport de sédiments et variation de densité. Des modèles mathématiques et des méthodes numériques répondant à cet objectif sont ainsi dérivés, analysés, puis implémentés. Dans une première partie, nous traitons des problèmes de transport de sédiments en eaux peu profondes à l'aide d'un solveur de Riemann non homogène (SRNH). Dans le cas monodimensionnel, nous avons utilisé une technique de limitation de flux et dans le cas bidimensionnel, le schéma est utilisé sur des maillages non structurés. Affin d'assurer la C-propriété du schéma numérique tout en gardant la précision en espace, nous utilisons une méthode dédiée pour le traitement de la bathymétrie. L'algorithme obtenu préserve numériquement la positivité de la hauteur d'eau et un principe de maximum sur la concentration du sédiment. Les résultats obtenus démontrent la grande précision du schéma et la capacité de cette méthode à simuler la dynamique des sédiments en suspension et de leur transport par l'écoulement. Le traitement des phénomènes de transport de sédiments inclut en particulier la résolution d'une équation d'évolution de la bathymétrie basée sur la vitesse d'écoulement au fond. Le modèle standard monocouche de Saint Venant n'est pas toujours suffisant pour rendre compte correctement de cette vitesse. De même que ce modèle ne peut simuler des problèmes classiques de recirculation. Nous optons donc, dans un deuxième temps, pour l'utilisation de modèles multicouches ou stratifiés. Pour des raisons spécifiques (problème d'hyperbolicité, grande taille du système...), on ne peut avoir recours aux schémas basés sur les solveurs de Riemann. Nous avons donc développé un schéma hybride caractéristique-volumes finis (FVC). Des comparaisons analytiques ou numériques des équations de Navier-Stokes démontrent la pertinence à la fois du modèle multicouche et du schéma FVC, puisque nous avons obtenus des solutions comparables pour des temps de calculs très réduits. Dans un troisième temps, nous présentons une extension bidimensionnelle du schéma FVC sur maillages structurés. Ce travail est en cours de généralisation pour des maillages plus généraux. Une partie des codes implémentés a pu être intégrée à une plateforme orientée objet (ADAPT) en cours de développement au LAGA pour la simulation numérique adaptative de phénomènes de propagation de fronts.

Download or read book Mod lisation et simulation num rique d coulements hydrauliques et de ruissellement en topographie quelconque written by Clothilde Bon and published by . This book was released on 1997 with total page 303 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE TRAITE DE LA MODELISATION ET DE LA SIMULATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT DE SURFACE ET DU RUISSELLEMENT EN TOPOGRAPHIE QUELCONQUE. UN PREMIER SCHEMA EST MIS EN PLACE PUIS VALIDE SUR UN NOUVEAU MODELE DE RUISSELLEMENT. CE SCHEMA ROBUSTE PERMET DE REALISER DES ETUDES PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS TOPOGRAPHIQUES SANS CONTRAINDRE LES PAS DE TEMPS DE CALCUL. ENFIN, DE NOUVEAUX SCHEMAS NUMERIQUES SONT PRESENTES POUVANT PERMETTRE DE GRANDS GAINS DE TEMPS DE CALCUL SUR DES CAS REGULIERS.