Modélisation numérique du transport solide en écoulement non-permanent

Modélisation numérique du transport solide en écoulement non-permanent PDF Author: Sung-Ho Lee
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Languages : fr
Pages : 310

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CETTE THESE PRESENTE UNE RECHERCHE EN MODELISATION NUMERIQUE DU TRANSPORT SOLIDE EN ECOULEMENT NON-PERMANENT, AVEC APPLICATION A LA RETENUE DE BELLEY, SUR LE RHONE. UN MODELE PUREMENT HYDRAULIQUE EST D'ABORD TESTE AVEC SUCCES AVEC LE COEFFICIENT DE MANNING DETERMINE SOIT PAR LA METHODE DU SOIL CONSERVATION SERVICE, SOIT PAR LA METHODE DES PHOTOGRAPHIES, SOIT PAR LA METHODE DE VAN RIJN. LA GEOMETRIE PARTICULIERE DU MARAIS DE CRESSIN (SITUE AU MILIEU DE LA RETENUE) NOUS A OBLIGE A MODELISER UNE MAILLE AU MILIEU DE NOTRE MODELE. LE TRANSPORT SOLIDE DANS LA RETENUE EST MODELISE AVEC IMPOSITION DES CONDITIONS ADEQUATES AUX NUDS DE LA MAILLE ET EN UTILISANT LE TERME D'ECHANGE COUCHE DE FOND/COUCHE DE SURFACE. LE COEFFICIENT DE MANNING EST RECALCULE A CHAQUE PAS DE TEMPS PAR LA METHODE DE VAN RIJN. D'APRES RESULTATS NUMERIQUES DANS NOTRE CAS, LES SEDIMENTS TRES FINS (D=5 M) NE FONT QUE TRANSITER PAR LA RETENUE, TANDIS QUE LES PLUS GROS (D=30 M) SE DEPOSENT PRESQUE EN TOTALITE DANS LA RETENUE. LE BILAN GLOBAL DEPOT/ENTREE=0,4 SE COMPARE FAVORABLEMENT AVEC LES MESURES (DEPOT/ENTREE=0,49, VALEUR MESUREE EN 1990)

Modélisation numérique du transport solide en écoulement non-permanent

Modélisation numérique du transport solide en écoulement non-permanent PDF Author: Sung-Ho Lee
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Languages : fr
Pages : 310

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CETTE THESE PRESENTE UNE RECHERCHE EN MODELISATION NUMERIQUE DU TRANSPORT SOLIDE EN ECOULEMENT NON-PERMANENT, AVEC APPLICATION A LA RETENUE DE BELLEY, SUR LE RHONE. UN MODELE PUREMENT HYDRAULIQUE EST D'ABORD TESTE AVEC SUCCES AVEC LE COEFFICIENT DE MANNING DETERMINE SOIT PAR LA METHODE DU SOIL CONSERVATION SERVICE, SOIT PAR LA METHODE DES PHOTOGRAPHIES, SOIT PAR LA METHODE DE VAN RIJN. LA GEOMETRIE PARTICULIERE DU MARAIS DE CRESSIN (SITUE AU MILIEU DE LA RETENUE) NOUS A OBLIGE A MODELISER UNE MAILLE AU MILIEU DE NOTRE MODELE. LE TRANSPORT SOLIDE DANS LA RETENUE EST MODELISE AVEC IMPOSITION DES CONDITIONS ADEQUATES AUX NUDS DE LA MAILLE ET EN UTILISANT LE TERME D'ECHANGE COUCHE DE FOND/COUCHE DE SURFACE. LE COEFFICIENT DE MANNING EST RECALCULE A CHAQUE PAS DE TEMPS PAR LA METHODE DE VAN RIJN. D'APRES RESULTATS NUMERIQUES DANS NOTRE CAS, LES SEDIMENTS TRES FINS (D=5 M) NE FONT QUE TRANSITER PAR LA RETENUE, TANDIS QUE LES PLUS GROS (D=30 M) SE DEPOSENT PRESQUE EN TOTALITE DANS LA RETENUE. LE BILAN GLOBAL DEPOT/ENTREE=0,4 SE COMPARE FAVORABLEMENT AVEC LES MESURES (DEPOT/ENTREE=0,49, VALEUR MESUREE EN 1990)

Modélisation tridimensionnelle par éléments finis d'écoulements a surface libre

Modélisation tridimensionnelle par éléments finis d'écoulements a surface libre PDF Author: Mourad Heniche
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Languages : fr
Pages : 237

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Le thème de ce travail de recherche est la modélisation d'écoulements a surface libre par éléments finis tridimensionnels. Il s'inscrit dans une stratégie de développement d'un modèle numérique en mesure de reproduire le transport solide sous l'effet de l'hydrodynamique et de prédire ainsi l'évolution de la morphologie des zones côtières et des cours d'eau naturels. L'écoulement dans les estuaires et les zones côtières est souvent de nature tridimensionnelle. La modélisation hydrodynamique implique l'évaluation des champs de vitesse et de la surface libre. De plus, pour les sédimentologistes, le rôle des courants secondaires est très important pour la prédiction de l'érosion. Dans cette étude, nous développons un modèle d'éléments finis pour obtenir l'évolution de la surface libre et le champ de vitesse. Nous employons la notion de super-élément fini, forme de prismes a six nœuds, dans la direction verticale constituant alors une colonne d'eau. La dimension 3d est ainsi représentée par une base bidimensionnelle. La résolution du système d'équations non linéaire est effectuée par la méthode de newton-raphson pour les écoulements permanents. Pour les problèmes de grandes tailles (nombre de degrés de liberté supérieur a 50 000) nous utilisons les méthodes itératives. Pour le cas des écoulements non permanents nous utilisons un schéma explicite du second ordre de lax-wendroff-richtmeyer (schéma prédicateur-correcteur) qui offre le double avantage de ne pas stocker de matrice globale et d'éviter l'opération d'inversion. La validation du modèle est effectuée à partir d'un ensemble d'exemples de références provenant de travaux d'autres chercheurs.

La modélisation 3D du transport solide dans les bassins en assainissement

La modélisation 3D du transport solide dans les bassins en assainissement PDF Author: Matthieu François Daniel Dufresne
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Languages : fr
Pages : 226

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En assainissement, la connaissance du transport solide est indispensable au choix des dimensions et à l’exploitation d’un bassin ; elle passe par la détermination préalable de l’écoulement. Pour y parvenir, expérimentation et modélisation numérique forment deux approches complémentaires. Les objectifs de cette thèse sont de tester, améliorer puis appliquer un modèle numérique de suivi de particules. En expérimentation, nous avons collecté une vaste banque de données sur l’écoulement et le transport solide (efficacité et localisation des dépôts) dans un pilote expérimental rectangulaire équipé d’une conduite d’entrée, d’une conduite de sortie et d’un trop-plein. Pour la modélisation numérique, nous avons utilisé un code de calcul commercial ; nous proposons pour le suivi de particules une nouvelle condition limite fondée sur le seuillage de l’énergie cinétique turbulente sur le fond du bassin. Le modèle numérique d’écoulement et de transport solide a été testé sur les données expérimentales pour définir son champ d’application, puis appliqué à un ouvrage grandeur nature. Enfin, nous avons trouvé des critères géométriques de prévision de l’écoulement dans les bassins rectangulaires.

Modélisation numérique bidimensionnelle du transport solide et de la dynamique fluviale

Modélisation numérique bidimensionnelle du transport solide et de la dynamique fluviale PDF Author: Matthieu Gonzales De Linares
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Languages : fr
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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.

Geotitles

Geotitles PDF Author:
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Category : Earth sciences
Languages : en
Pages : 508

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Modélisation numérique du transport solide et son impact sur la gestion et la préservation des ressources en eau

Modélisation numérique du transport solide et son impact sur la gestion et la préservation des ressources en eau PDF Author: M. Bessenasse
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Languages : fr
Pages : 10

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ECOULEMENT NON PERMANENT SUR FOND MOBILE DE RUGOSITE INSTATIONNAIRE. MODELE MATHEMATIQUE

ECOULEMENT NON PERMANENT SUR FOND MOBILE DE RUGOSITE INSTATIONNAIRE. MODELE MATHEMATIQUE PDF Author: J.-P.. CHOLLET
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ON ETUDIE LES LOIS DE DISSIPATION D'ENERGIE PAR FROTTEMENT SUR LES FONDS ET LES LOIS DE TRANSPORT SOLIDE, POUR DES ECOULEMENTS UNIFORMES SUR DES LITS EN EQUILIBRE, EN SE SERVANT DES LOIS D'EINSTEIN ET D'ENGELUND. ON PROPOSE UN MODELE MATHEMATIQUE QUE L'ON APPLIQUE A DEUX PROBLEMES: L'ENSABLEMENT D'UN RESERVOIR ET LE PASSAGE DE CRUES DANS UN GRAND FLEUVE ALLUVIAL.

LE TRANSPORT SOLIDE EN COLLECTEURS UNITAIRES D'ASSAINISSEMENT ET SA MODELISATION

LE TRANSPORT SOLIDE EN COLLECTEURS UNITAIRES D'ASSAINISSEMENT ET SA MODELISATION PDF Author: HU SENG.. LIN
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Languages : fr
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DANS LES RESEAUX D'ASSAINISSEMENT UNITAIRES, LES APPORTS LIQUIDES, EFFLUENTS DOMESTIQUES, REJETS INDUSTRIELS ET EAUX DE RUISSELLEMENT PLUVIALES, AMENENT UNE QUANTITE DE SOLIDES NON NEGLIGEABLES, ET DES DEPOTS SE PRODUISENT. APRES DEUX ANS D'OBSERVATIONS ET D'EXPERIMENTATIONS SUR L'EVOLUTION DE CES DEPOTS, LES CONSTATATIONS RESULTANT DE L'ENSEMBLE DES ANALYSES NOUS ONT CONDUIT A L'ETABLISSEMENT D'UN CODE NUMERIQUE DE TRANSPORT SOLIDE SPECIFIQUE AUX COLLECTEURS D'ASSAINISSEMENT. BASE SUR L'HYPOTHESE DE REGIMES D'ECOULEMENTS PERMANENTS PAR PERIODES, IL TIENT COMPTE DE LA GEOMETRIE REELLE DU COLLECTEUR, DE L'INFLUENCE DES SINGULARITES DE LA PRESENCE DES MATIERES MINERALES ET ORGANIQUES, ET TRAITE DES DIVERS PHENOMENES DE TRANSPORT SOLIDE, NOTAMMENT DU PHENOMENE DE MASQUAGE. SES PERFORMANCES ONT ETE TESTEES EN COMPARANT LES RESULTATS DES SIMULATIONS A DES MESURES EXPERIMENTALES REALISEES IN SITU, DANS LE COLLECTEUR 13 DE MARSEILLE. BIEN QUE LIMITEE AU TRANSPORT PAR CHARRIAGE, LA BONNE CONFRONTATION ENTRE RESULTATS CALCULES ET MESURES, CONCERNANT L'EVOLUTION DES DEPOTS, NON SEULEMENT EN VOLUME, MAIS AUSSI EN REPARTITION LONGITUDINALE ET COMPOSITION GRANULOMETRIQUE, PROUVE SES CAPACITES A REPRODUIRE LA REALITE ET MONTRE QUE, SI LA PRISE EN COMPTE DES SEDIMENTS TRANSPORTES EN SUSPENSION N'EST PAS NECESSAIRE, PAR CONTRE, CELLE DES MASSES VOLUMIQUES VARIABLES POUR CHAQUE FRACTION SOLIDE AMELIORE LES SIMULATIONS

MODELISATION DU TRANSPORT SEDIMENTAIRE EN MILIEUX COTIERS ET ESTUARIENS SELON UNE APPROCHE DIPHASIQUE (FLUIDE-PARTICULE)

MODELISATION DU TRANSPORT SEDIMENTAIRE EN MILIEUX COTIERS ET ESTUARIENS SELON UNE APPROCHE DIPHASIQUE (FLUIDE-PARTICULE) PDF Author: NATHALY.. BARBRY
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Languages : fr
Pages : 127

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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.

Modélisation numérique Euler-Lagrange du transport sédimentaire en suspension

Modélisation numérique Euler-Lagrange du transport sédimentaire en suspension PDF Author: Dandan Yu
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Languages : fr
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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.