Couplage bidirectionnel entre des écoulements de potentiel et visqueux pour une application marine
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 (Nantes Université) |
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 |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
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.