Suivi d'interface tridimensionnel : application au déferlement

par Benjamin Biausser

Thèse de doctorat en Sciences de l'univers

Sous la direction de Philippe Fraunié.


  • Résumé

    L'objet de cette thèse est de mettre en oeuvre puis de valider dans un code de calcul industriel (EOLE de la société Principia R&D) une méthode numérique originale permettant de suivre l'interface entre deux fluides pour un écoulement tridimensionnel : la méthode " Segment-Lagrangian Volume Of Fluid 3D " (SL-VOF 3D). Le document s'articule autour de cinq parties. La première partie décrit les hypothèses de calcul dans lesquelles on se place, et définit le modèle mathématique utilisé. La seconde partie propose une revue des différents types de méthodes de suivi d'interface étudiées et s'efforce de dégager les qualités et les défauts de chacune. La troisième partie définit le modèle numérique utilisé et décrit en détail la méthode de suivi d'interface développée. Cette méthode est de type " Volume Of Fluid " et combine une représentation affine par morceaux de l'interface et une advection lagrangienne. Dans la quatrième partie les performances de la méthode sont évaluées sur différents cas-tests. On compare ensuite les résultats avec des solutions analytiques ou avec des résultats obtenus avec d'autres méthodes. Enfin, dans la cinquième partie, on applique la méthode au déferlement de vagues. Un couplage avec une méthode d'éléments frontières est effectué. Le déferlement plongeant d'ondes solitaires sur des fonds de pentes variables est ainsi simulé et illustre l'intérêt de la méthode proposée.

  • Titre traduit

    Three dimensional interface tracking : wave breaking application


  • Résumé

    The aim of this thesis is to built and to validate in a CFD code (EOLE of the company Principia R&D) an original numerical method allowing to track the interface between two fluids for 3-D flows: the "Segment Lagrangian Volume Of Fluid 3-D" method (SL-VOF 3-D). The document is divided in five parts. The first part describes the computational hypothesis and the mathematical model used. The second part deals with some numerical interface tracking method studied and explains the advantages and the drawbacks of each one. The third part defines the numerical model used and describes the developed interface tracking method. This method is a Volume Of Fluid type method and combines a piecewise linear representation of the interface and a lagrangian advection. In the fourth part the capacities of the method are evaluated through different test cases. The results are then compared with analytical solutions or with results obtained with others methods. Finally, in the fifth part, the method is applied to wave breaking. A coupling with a boundary elements method is achieved. Plunging breakers on sloping bottoms are simulated. This illustrates the capability of the developed method.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie f.193-197

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  • Bibliothèque : Université de Toulon (La Garde). Bibliothèque universitaire. Section Campus La Garde.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH-SCI/2003TOUL3
  • Bibliothèque : Université de Toulon (La Garde). Bibliothèque universitaire. Section Campus La Garde.
  • Disponible pour le PEB
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