Méthodes spectrales pour la modélisation non-linéaire d'écoulements à surface libre instationnaires

par David Le Touzé

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides et des transferts

Sous la direction de Gérard Delhommeau et de Pierre Ferrant.

Soutenue en 2003

à Nantes , dans le cadre de École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes) , en partenariat avec École centrale de Nantes (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce doctorat étudie l'application de méthodes spectrales potentielles à la génération de houle non-linéaire. Leur utilisation restreinte en hydrodynamique navale malgré leur convergence rapide et leur précision, est d'abord passée en revue. Puis, on caractérise les techniques spectrales tri-dimensionnelles développées : méthode directe et techniques High-Order Spectral, dont une nouvelle variante est proposée. Des cas tests d'oscillations libres et forcées de surface libre en cuve sont validés par confrontation à diverses méthodes. L'approche est ensuite étendue au moyen de stratégies de 'potentiel additionnel', et différents modèles sont développés et validés : pour la génération et la propagation de houle irrégulière non-linéaire par doublets tournants spécifiquement optimisés ; modèles novateurs spectral/BEM et spectral/visqueux pour la diffraction autour de corps ; bassin de houle numérique au second ordre reproduisant toutes les caractéristiques physiques du nouveau bassin de l'ECN.


  • Résumé

    This Ph. D. Investigates the application of spectral methods, under potential theory, to the generation and propagation of non-linear gravity waves. Their utilization rather limited in Naval Hydrodynamics, despite their fast convergence and accuracy, is first reviewed. Then, the three-dimensional techniques developed are characterized : direct method and High-Order Spectral techniques, a new variant of which is proposed. Benchmarks of free and forced free surface oscillations in tanks are validated against various other methods. The approach is then extended by means of `additional potential' strategies, and different models are derived and validated : for generating and propagating non-linear irregular wave fields using specifically optimised spinning dipoles ; novel spectral/BEM and spectral/viscous models for calculating diffraction around bodies ; and a numerical wavetank at second-order reproducing all practical features of the new ECN's wavetank facility.

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Informations

  • Détails : 256 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 245-256

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
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  • Cote : TH 2007
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