Thèse soutenue

Couplage bidirectionnel entre des écoulements de potentiel et visqueux pour une application marine
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Auteur / Autrice : Young-Myung Choi
Direction : Pierre Ferrant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
Date : Soutenance le 21/11/2019
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Jean-Yves Billard
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Ferrant, Jean-Yves Billard, Odd Magnus Faltinsen, Andrea Di Mascio, Sime Malenica, Benjamin Bouscasse, Ermina Begovic, Pierre-Emmanuel Guillerm
Rapporteurs / Rapporteuses : Odd Magnus Faltinsen, Andrea Di Mascio

Résumé

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Ce travail propose une méthodologie de couplage bidirectionnel entre un modèle Navier-Stokes et un modèle fluide parfait potentiel pour des applications d’ingénierie marine et particulièrement d’interaction houlestructure. Les quantités d’intérêt sont décomposées comme la somme d’un terme d’écoulement incident et un terme d’écoulement complémentaire. Un modèle potentiel non-linéaire (HOS : High-Order Spectral) est utilisé pour l’écoulement incident. L’écoulement complémentaire est traité par des modèles de fluide visqueux et de fluide parfait potentiel. Le modèle fluide visqueux est basé sur les équations SWENS (Spectral Wave Explicit Navier-Stokes) et une formulation de type Level-Set pour la prise en compte de l’interface; ce modèle est utilisé dans un domaine proche de la structure marine étudiée. Le modèle de fluide potentiel est un modèle linéarisé basé sur une description de Poincaré. Cette description est utilisée pour effectuer de nouveaux développements où la surface de couplage est un cylindre circulaire, ce qui permet de résoudre les problèmes de divergence numérique rencontrés initialement sur la surface libre. Les variables utilisées pour le couplage entre les deux modèles sont la vitesse du fluide et l’élévation de surface libre. Le couplage proposé est validé pour des cas de diffraction-radiation et l’accord avec les résultats de référence est bon. En particulier, les efforts du 1er et du 2ème ordre sont bien restitués.