Modélisation numérique Euler-Lagrange du transport sédimentaire en suspension PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Modélisation numérique Euler-Lagrange du transport sédimentaire en suspension PDF full book. Access full book title Modélisation numérique Euler-Lagrange du transport sédimentaire en suspension by Dandan Yu. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Dandan Yu
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement du transport en suspension et développer un code numérique pour décrire les interactions fluide-grains dans l'écoulement turbulent. Nous avons utilisé le code PeliGIRFF développé par IFPEN dans une configuration du type Euler-Lagrange, où le fluide est décrit par les équations de Navier-Stokes et le mouvement des grains est calculé pour chaque particule. Un modèle de fluctuations turbulentes a été implémenté dans le calcul de la force de trainée sur les grains. Ces perturbations ajoutées à la vitesse fluide dans la force de trainée sont définies par une amplitude et une durée, choisies au sein de distributions aléatoires. Nous observons que la mise en suspension des particules est surtout sensible à l'amplitude de ces fluctuations, davantage qu'à leur durée. La loi de transport sédimentaire, qui relie le débit solide au nombre de Shields, suit la même loi de puissance 3/2 pour la suspension que pour le charriage, mais avec un préfacteur plus élevé dans le cas de la suspension, associé à des vitesses des particules plus grandes. Le profil de concentration généré par notre modèle est comparé au profil classique de Rouse, avec une partie près du lit bien ajustée et une partie dans la zone supérieure de l'écoulement où la concentration est sous-estimée.
Author: Dandan Yu
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement du transport en suspension et développer un code numérique pour décrire les interactions fluide-grains dans l'écoulement turbulent. Nous avons utilisé le code PeliGIRFF développé par IFPEN dans une configuration du type Euler-Lagrange, où le fluide est décrit par les équations de Navier-Stokes et le mouvement des grains est calculé pour chaque particule. Un modèle de fluctuations turbulentes a été implémenté dans le calcul de la force de trainée sur les grains. Ces perturbations ajoutées à la vitesse fluide dans la force de trainée sont définies par une amplitude et une durée, choisies au sein de distributions aléatoires. Nous observons que la mise en suspension des particules est surtout sensible à l'amplitude de ces fluctuations, davantage qu'à leur durée. La loi de transport sédimentaire, qui relie le débit solide au nombre de Shields, suit la même loi de puissance 3/2 pour la suspension que pour le charriage, mais avec un préfacteur plus élevé dans le cas de la suspension, associé à des vitesses des particules plus grandes. Le profil de concentration généré par notre modèle est comparé au profil classique de Rouse, avec une partie près du lit bien ajustée et une partie dans la zone supérieure de l'écoulement où la concentration est sous-estimée.
Author: Cigb Icold
Publisher: CRC Press
ISBN: 1000383512
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 334
Get Book Here
Book Description
As reservoir sedimentation has proven to be a serious problem in South Africa, research in this field has been ongoing for more than 70 years. This publication emanates from extensive research which has been undertaken over the past 30 years with the support of the South African Department of Water and Sanitation as well as the South African Water Research Commission. A great deal of information has fortunately also been obtained from China. Given the universal nature of hydraulic formulae it is not surprising, yet gratifying, that Chinese and South African data generally conform to the same mathematical relationships. This indicates that these relationships should be applicable in other countries as well. Much of the information contained here has been condensed from a more comprehensive publication. This ICOLD Bulletin follows on Bulletin 115 “Dealing with reservoir sedimentation”, which gave guidelines for management of reservoirs to limit sedimentation. The guidelines on mathematical modelling of sediment transport dynamics in reservoirs in this document can be used during the planning and design of new dams, as well as for the management of existing dams. Comme la sédimentation dans les réservoirs s'est avérée être un problème sérieux en Afrique du Sud, la recherche dans ce domaine est en cours depuis plus de 70 ans. Cette publication émane de la recherche étendue qui a été menée au cours des 30 dernières années avec l'appui du ministère sud-africain de l’eau et de l’assainissement, ainsi que de la commission sud-africaine de recherche sur l'eau. Un grand nombre d'informations ont également été obtenues de la part de la Chine. Étant donné le caractère universel de formules hydrauliques, il n'est pas surprenant, mais très gratifiant, que les données chinoises et sud-africaines se conforment généralement aux mêmes relations mathématiques. Ceci indique que ces relations devraient être applicables dans d'autres pays également. Une grande partie de l'information contenue ici a été condensée à partir d'une publication plus complète. Ce bulletin CIGB fait suite au bulletin 115 "Traité sur la sédimentation dans les réservoirs", qui a donné des directives pour la gestion des réservoirs en vue de limiter la sédimentation. Les directives sur la modélisation mathématique de la dynamique de transport des sédiments dans les réservoirs de ce présent document peuvent être utilisées lors de la planification et la conception de nouveaux barrages et pour la gestion des barrages existants.
Author: Zacharie Sirabahenda
Publisher:
ISBN: 9780494913604
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 219
Get Book Here
Book Description
L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE TRIDIMENSIONNEL HYDROSEDIMENTAIRE POUR LE TRANSPORT DES SEDIMENTS DANS LES COURS D'EAU. LE MODELE HYDROSEDIMENTAIRE DEVELOPPE EST COMPOSE D'UN MODELE HYDRODYNAMIQUE TRIDIMENSIONNEL BASE SUR L'APPROCHE H-S AVEC PRESSION NON HYDROSTATIQUE DEVELOPPE PAR MEFTAH(1998) ET D'UN MODELE DE TRANSPORT DES SEDIMENTS A DEUX COUCHES AVEC FLUX D'ECHANGE BASE SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS CONSTITUE D'UN MODELE DE SUSPENSION ET D'UN MODELE DE CHARRIAGE QUI TIENT COMPTE DES EFFETS DE PENTE. LES ASPECTS PHYSIQUES, LES PHENOMENES IMPLIQUES DANS LE TRANSPORT DES SEDIMENTS ET LES INTERACTIONS ENTRE LES DIFFERENTES COMPOSANTES DU MODELE SONT PRESENTES AINSI QUE LES FORMULATIONS MATHEMATIQUES DES EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES QUI GOUVERNENT L'HYDRODYNAMIQUE, LE CHARRIAGE, SUSPENSION ET LES CONDITIONS AUX LIMITES. L'ENSEMBLE DE CES EQUATIONS EST RESOLUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. LA DISCRETISATION TEMPORELLE DE L'HYDRODYNAMIQUE EST EFFECTUEE PAR LE SCHEMA D'EULER IMPLICITE. LE SCHEMA DE LAX - WENDROFF - RICHTMEYER ET LE SCHEMA D'EULER IMPLICITE SONT QUANT A EUX UTILISES POUR LE TRANSPORT DES SEDIMENTS (CHARRIAGE - SUSPENSION) UN ALGORITHME DE COUPLAGE 3D HYDRODYNAMIQUE - SUSPENSION -CHARRIAGE EST PROPOSE AVEC LA MISE EN UVRE NUMERIQUE ET LA PRESENTATION DES PARAMETRES DE COUPLAGE ET DE CALIBRATION. LE MODELE A ETE VALIDE SUR UN ENSEMBLE DE CAS TESTS BIDIMENSIONNELS ET TRIDIMENSIONNELS.
Author: Catherine Le Normant
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 237
Get Book Here
Book Description
CETTE THESE PORTE SUR LA MODELISATION NUMERIQUE TRIDIMENSIONNELLE DU TRANSPORT EN SUSPENSION DES SEDIMENTS COHESIFS EN ESTUAIRE. DANS UN PREMIER TEMPS, LE MODELE NUMERIQUE TELEMAC-3D, QUI SIMULE LES ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS EN RIVIERE ET EN MER, A FAIT L'OBJET DE NOUVEAUX DEVELOPPEMENTS AFIN DE REPRESENTER LES PROCESSUS PROPRES AUX SEDIMENTS FINS (PHENOMENE DE FLOCULATION, MOUVEMENTS DE LA CREME DE VASE, CONSOLIDATION DU FOND VASEUX). L'ETUDE D'UN ESTUAIRE SCHEMATIQUE A MONTRE LES CAPACITES DU CODE A SIMULER LES PHENOMENES CARACTERISTIQUES DES ENVIRONNEMENTS ESTUARIENS: PROPAGATION DE LA MAREE, INTRUSION SALINE ET FORMATION DU BOUCHON VASEUX. LE MODELE A ALORS ETE APPLIQUE A UN CAS REEL: L'ESTUAIRE DE LA LOIRE. LE BOUCHON VASEUX REPRODUIT PAR LE MODELE PRESENTE DES CARACTERISTIQUES (POSITION DANS L'ESTUAIRE, DEPLACEMENTS AU COURS DE LA MAREE) SIMILAIRES A CELLES OBSERVEES EN NATURE. LE MODELE DE CREME DE VASE A AUSSI ETE TESTE ET IL S'EST AVERE UTILE POUR UNE BONNE REPRESENTATION DE LA DYNAMIQUE SEDIMENTAIRE ESTUARIENNE
Author: Saida Sari
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
L'objectif de ce travail est de fournir un outil de simulation efficace pour les problèmes d'écoulements à surface libre avec transport de sédiments et variation de densité. Des modèles mathématiques et des méthodes numériques répondant à cet objectif sont ainsi dérivés, analysés, puis implémentés. Dans une première partie, nous traitons des problèmes de transport de sédiments en eaux peu profondes à l'aide d'un solveur de Riemann non homogène (SRNH). Dans le cas monodimensionnel, nous avons utilisé une technique de limitation de flux et dans le cas bidimensionnel, le schéma est utilisé sur des maillages non structurés. Affin d'assurer la C-propriété du schéma numérique tout en gardant la précision en espace, nous utilisons une méthode dédiée pour le traitement de la bathymétrie. L'algorithme obtenu préserve numériquement la positivité de la hauteur d'eau et un principe de maximum sur la concentration du sédiment. Les résultats obtenus démontrent la grande précision du schéma et la capacité de cette méthode à simuler la dynamique des sédiments en suspension et de leur transport par l'écoulement. Le traitement des phénomènes de transport de sédiments inclut en particulier la résolution d'une équation d'évolution de la bathymétrie basée sur la vitesse d'écoulement au fond. Le modèle standard monocouche de Saint Venant n'est pas toujours suffisant pour rendre compte correctement de cette vitesse. De même que ce modèle ne peut simuler des problèmes classiques de recirculation. Nous optons donc, dans un deuxième temps, pour l'utilisation de modèles multicouches ou stratifiés. Pour des raisons spécifiques (problème d'hyperbolicité, grande taille du système...), on ne peut avoir recours aux schémas basés sur les solveurs de Riemann. Nous avons donc développé un schéma hybride caractéristique-volumes finis (FVC). Des comparaisons analytiques ou numériques des équations de Navier-Stokes démontrent la pertinence à la fois du modèle multicouche et du schéma FVC, puisque nous avons obtenus des solutions comparables pour des temps de calculs très réduits. Dans un troisième temps, nous présentons une extension bidimensionnelle du schéma FVC sur maillages structurés. Ce travail est en cours de généralisation pour des maillages plus généraux. Une partie des codes implémentés a pu être intégrée à une plateforme orientée objet (ADAPT) en cours de développement au LAGA pour la simulation numérique adaptative de phénomènes de propagation de fronts.
Author: GILLES.. PERRIER
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 362
Get Book Here
Book Description
L'OBJET DE CE TRAVAIL EST LA MODELISATION NUMERIQUE DES PROCESSUS HYDRO-SEDIMENTAIRES EN PRESENCE DE HOULE ET DE COURANT AU DESSUS DE FOND RIDES. LES CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES DE LA COUCHE LIMITE TURBULENTE OSCILLATOIRE GENEREE PAR LA HOULE SONT TOUT D'ABORD ANALYSEES A L'AIDE DE TROIS MODELES BIDIMENSIONNELS ET LES RESULTATS DES SIMULATIONS SONT COMPARES AVEC DES DONNEES EXPERIMENTALES. LE PREMIER MODELE REPOSE SUR UNE FORMULATION LAGRANGIENNE DE TYPE VORTEX DISCRETS, TANDIS QUE LES DEUX AUTRES UTILISENT UNE FERMETURE TURBULENTE ET UNE DISCRETISATION EN ELEMENTS FINIS. LE MODELE LAGRANGIEN ET LE MODELE DE TURBULENCE AU SECOND ORDRE DE TYPE TENSIONS DE REYNOLDS PERMETTENT DE BIEN REPRODUIRE LES STRUCTURES COHERENTES QUI SE DEVELOPPENT A L'AVAL DES CRETES ET SONT EJECTEES PERIODIQUEMENT AU DESSUS DES RIDES. AU CONTRAIRE, LA FERMETURE TURBULENTE AU PREMIER ORDRE DE TYPE K-EPSILON APPARAIT NETTEMENT INFERIEURE POUR PREDIRE L'ECOULEMENT. LA MODELISATION HYDRO-SEDIMENTAIRE EST ENSUITE ENTREPRISE DANS UN CADRE LAGRANGIEN: LE MODELE DE VORTEX DISCRETS EST UTILISE POUR CALCULER LE TRANSPORT PAR CHARRIAGE LE LONG DE LA RIDE ET LES TRAJECTOIRES DES PARTICULES EN SUSPENSION. CES PARTICULES SONT GENEREES A LA SURFACE DE LA RIDE POUR TRADUIRE L'ACTION LOCALE DE LA TURBULENCE ET L'ENTRAINEMENT DU SEDIMENT CHARRIE AU NIVEAU DU POINT DE SEPARATION. TROIS CAS ILLUSTRANT DES CONFIGURATIONS DE BASE SONT ETUDIES: HOULE SYMETRIQUE, HOULE ASYMETRIQUE, INTERACTION D'UNE HOULE SYMETRIQUE ET D'UN COURANT PERMANENT. LE MODELE DONNE UNE DESCRIPTION REALISTE DES PROCESSUS FORTEMENT INSTATIONNAIRES ET CONVECTIFS REGISSANT LA DISTRIBUTION SPATIO-TEMPORELLE DU SEDIMENT ET PEUT AINSI PREDIRE LE TRANSPORT RESULTANT. LES SIMULATIONS ONT MIS EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE CERTAINS FACTEURS COMME LE RAPPORT DE L'AMPLITUDE DU MOUVEMENT ORBITAL A LA LONGUEUR DE RIDE OU LA DERIVE EULERIENNE SOUS UNE HOULE PROGRESSIVE
Author: NATHALY.. BARBRY
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 127
Get Book Here
Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE CONTRIBUE A LA COMPREHENSION DU TRANSPORT SEDIMENTAIRE EN MILIEUX COTIERS ET ESTUARIENS. IL EST BASE SUR LA MODELISATION NUMERIQUE. ACTUELLEMENT, DANS LE DOMAINE DE LA MODELISATION DU TRANSPORT SEDIMENTAIRE, IL EXISTE DEUX APPROCHES POSSIBLES POUR ABORDER LA SIMULATION : UNE APPROCHE CLASSIQUE DITE DU SCALAIRE PASSIF (LES PARTICULES EN SUSPENSION SE DEPLACENT A LA MEME VITESSE QUE LES PARTICULES FLUIDES, EXCEPTION FAITE DE LEUR VITESSE DE CHUTE) ET UNE APPROCHE DIPHASIQUE QUI CONSISTE A TRAITER L'ECOULEMENT NON SEULEMENT DU FLUIDE MAIS EGALEMENT DU SOLIDE. CETTE DERNIERE APPROCHE PREND EN COMPTE LES INTERACTIONS FLUIDE-PARTICULE, PARTICULE-PARTICULE ET ECOULEMENT-FOND (PHENOMENES DE DEPOT, D'EROSION, PROCESSUS DE TASSEMENT ET DE CONSOLIDATION). AU COURS DE CETTE THESE, UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LA MODELISATION DES ECOULEMENTS DIPHASIQUES A ETE REALISEE ET DEUX MODELES ONT ETE DEVELOPPES : - UN MODELE PRELIMINAIRE NON HYDROSTATIQUE BIDIMENSIONNEL VERTICAL VALIDE PAR TROIS CASTESTS RELATIFS A UN ECOULEMENT DE MAREE DANS UN CANAL A FOND PLAT, LA PROPAGATION D'UN SOLITON DANS UN CANAL ET L'ECOULEMENT SUR UNE DUNE SOUS-MARINE ; - UN MODELE D'ECOULEMENT DIPHASIQUE BIDIMENSIONNEL VERTICAL VALIDE PAR CINQ CAS-TESTS CONCERNANT L'ECOULEMENT DE L'EAU CLAIRE DANS UN CANAL RECTANGULAIRE, LE TRANSPORT DES PARTICULES EN SUSPENSION, LA REMISE EN SUSPENSION ET LE CHARRIAGE EN CANAL, LES PROCESSUS DE TASSEMENT ET DE CONSOLIDATION DES VASES EN EAU CALME ET L'ECOULEMENT ENGENDRE PAR LA CHUTE DES PARTICULES.
Author: Ngoc Vinh Phan
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 298
Get Book Here
Book Description
Un modèle numérique tridimensionnel du transport des matières en suspension a été développé. Il est couplé avec un modèle hydrodynamique auquel un modèle de turbulence à une équation de type "k-l" a été ajouté. Basé sur la modélisation numérique, l'objet de cette thèse est de mettre en évidence la structure hydrodynamique de la circulation, l'influence de l'amplitude de la marée, des débits fluviaux et de la circulation sur la structure saline et d'évaluer les mécanismes responsables de la formation et du déplacement du "bouchon vaseux" dans l'estuaire de la Gironde. La structure tridimensionnelle (en horizontal, en vertical dans les chenaux et sur des plans transversaux) de la circulation générale dans l'estuaire est présentée avec un maillage fin. L'organisation de la circulation résiduelle sous forme de grands tourbillons dus à la présence des bancs de sables dans l'estuaire est également mise en évidence. Les diagrammes schématiques de la circulation résiduelle sous différentes conditions de débits fluviaux sont proposés. Les phénomènes de l'intrusion saline et du déplacement du "bouchon vaseux" dans l'estuaire sont correctement reproduits sous différentes conditions de marée et de débits fluviaux. La différence de salinité entre deux rives dans la partie aval de l'estuaire est confirmée. Les effets dynamiques liés à la marée (contrainte de cisaillement sur le fond et énergie turbulente) apparaissent bien comme étant à l'origine de la formation du "bouchon vaseux" dans l'estuaire de la Gironde.
Author: Matthieu Gonzales De Linares
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
La modélisation à une échelle fine des évolutions morphologiques à court terme (quelques années au maximum) en rivière est rendue possible par des outils numériques qui résolvent les équations de Saint-Venant bidimensionnelles et calculent le transport solide et l’évolution du lit résultante sur un maillage représentant la topographie du site. Ces outils sont encore peu utilisés en ingénierie car il existe de fortes incertitudes sur les processus physiques à prendre en compte et les formulations à utiliser pour les représenter (charriage/suspension, formes de fond, granulométrie étendue, effet de la pente ...). Le but de la thèse est de tester les possibilités de ce type d’outils et de définir une méthodologie pour leur application. L’outil utilisé est un code industriel (système TELEMAC) qui dispose de la plupart des fonctionnalités nécessaires dont le couplage entre calculs hydrauliques et sédimentaires, la prise en compte des fonds non-érodables et la granulométrie étendue. La démarche suivie consiste à appliquer ce code à deux cas pour lesquels des campagnes de mesures détaillées sont disponibles. L’un des sites choisis se trouve sur la Loire près du Fresne-sur-Loire et d’Ingrandes, l’autre sur l’Arc en Savoie près de La Chambre. Dans les deux cas le processus de transport dominant est le charriage. Les périodes simulées sont des crues pour lesquelles l’évolution bathymétrique du lit a été mesurée ; dans le cas de la Loire des simulations à plus long terme (quelques années) sont aussi présentées. Les évolutions mesurées sont reproduites de manière satisfaisante. Les formulations utilisées sont cohérentes entre les deux cas, mais les processus pris en compte sont différents : dans le cas de la Loire qui est une rivière de sable il est nécessaire de tenir compte des dunes, alors que dans le cas de l’Arc qui est une rivière de gravier les processus prépondérants sont le tri granulométrique et les effets de pente. L’intérêt de l’outil a donc été démontré, et des enseignements précieux pour son utilisation ont été dégagés. Ils concernent en particulier le choix des formulations pour représenter les processus physiques, la définition de la complexité minimale nécessaire de ces formulations selon les sites et les objectifs de la modélisation, et la méthodologie de calage de ces formulations à partir des données disponibles.
