Thèse soutenue

Apports de la résolution multi-blocs pour la simulation de la manoeuvrabilité des sous-marins et des bâtiments de surface
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Auteur / Autrice : Aurélien Drouet
Direction : Bertrand Alessandrini
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des fluides et des transferts
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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L'estimation des performances manoeuvrières d'un navire est une étape indispensable pour garantir la sécurité d'un navire, de ses occupants et de tout ce qui l'entoure (environnement, autres navires). L'objectif de cette thèse est d'adapter un code de calcul Navier-Stokes à surface libre afin de simuler numériquement des manoeuvres de sous-marins ou de bâtiments de surface. Les premiers chapitres de ce manuscrit sont consacrés à la définition des équations de Navier-Stokes, à leur linéarisation puis à leur discrétisation, necéssaire à leur utilisation numérique. Un bref chapitre présente ensuite les différents types de topologies de maillages et expose les premiers avantages de l'utilisation de maillages multi-blocs. Les modifications apportées au code de calcul afin de prendre en compte cette nouvelle topologie de maillage sont ensuite présentées avec leurs validations associées. L'ensemble des fonctionnalités nécessaires à la simulation d'un navire autopropulsé en manoeuvre est ensuite détaillé. Le code de calcul étant voué à une utilisation industrielle, le temps de restitution des résultats doit être relativement faible. Ainsi, une description des phases d'optimisation et de parallélisation effectuées sur le code initial mono-bloc est décrite. Enfin, les deux derniers chapitres présentent, d'une part une validation effectuée sur un cas test de sous-marin (DARPA SUBOFF) sur une large gamme de configurations modèle bridé en comparaison à des valeurs de coefficients hydrodynamiques issus d'essais expérimentaux, et d'autre part des applications de manoeuvrabilité de navire (sous-marins ou bâtiment de surface) autopropulsé modèle libre (remontée feuille morte, giration, zigzag).