Developpements et applications de methodes numeriques volumes finis pour la description d'ecoulements oceaniques

par Philippe Clément

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de F.-X. LE DIMET.

Soutenue en 1996

à Grenoble 1 .


  • Résumé

    Ce rapport aborde les problemes generaux lies a la simulation numerique des ecoulements oceaniques. Dans ce contexte, on desire observer le comportement de methodes numeriques n'impliquant a priori aucune hypothese limitative sur les echelles spatiales de la modelisation. Pour cela, on a adapte et developpe des techniques de resolution des equations de navier stokes incompressibles par des methodes de type volume fini. Dans la premiere partie, nous presentons le principe et les modifications numeriques entreprises sur l'application de cette technique a des maillages discrets structures. La reponse de ce modele concerne le comportement tridimensionnel, en presence de rotation constante, d'un ecoulement uniforme, homogene ou inhomogene, passant au dessus d'une topographie sous-marine isolee dans un bassin de moyenne echelle. Les resultats de differentes configurations parametriques s'accordent correctement aux descriptions physiques ou numeriques disponibles dans la litterature. La deuxieme partie concerne l'extension plus consequente d'une methode volume fini s'appliquant a des maillages non-structures. Le developpement de nouveaux elements bidimensionnels permet ainsi de retrouver divers mecanismes barotropes de circulation oceanique horizontale de grande echelle. Par ailleurs, l'introduction d'un schema de transport non-lineaire de type muscl contribue a l'amelioration de la qualite des simulations et fait l'objet d'une validation concluante sur une solution analytique bidimensionnelle originale. Enfin, nous discutons des problemes actuels et des alternatives envisageables concernant les futures applications tridimensionnelles de ces methodes de discretisation aux simulations d'ecoulements oceaniques


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Informations

  • Détails : 208 P.
  • Annexes : 59 REF.

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