Simulation 3D des ondes de batillage générées par le passage des bateaux et des processus associée de transport de sédiments

Les ondes de batillage générées par l avancement des bateaux détruisent les rives des voies navigables et accélèrent les phénomènes d érosion aussi bien au niveau des berges qu au niveau du fond du canal. Leurs caractéristiques cinématiques dépendent de la vitesse, de l enfoncement, du chargement du bateau et également de la profondeur de la voie navigable. En outre, les masses d eau accélérées par l immersion des bateaux et par leur système propulsif, induisent la remise en suspension d une grande quantité de sédiments et provoquent l érosion du fond de la voie navigable.Dans cette thèse, un modèle numérique 3D est présenté pour simuler la génération de ces ondes de batillage. Ce modèle, basé sur les équations de Navier-Stokes (RANS), a été couplé à un modèle d advection-diffusion 3D pour caractériser la répartition et le mode de transport sédimentaire au passage du bateau. Ce couplage est mis en oeuvre avec prise en compte des effets des hélices du système propulsif du bateau.Ship-generated waves in restricted waterways lead to the stream banks erosion and cause environmental damage which harms fish, plants, benthos, plankton, etc. They also alter the channel morphology because of the resuspension and transport of bed material by accelerated flows caused by moving-ships. The magnitude of these waves depends mainly on the geometrical and kinematical parameters of the convoy.The objective of this study is to predict the relationship between these geometrical and kinematical parameters and the amplitude of ship-generated waves as well as the water plane drawdown. Numerical simulations are conducted by solving the 3-dimensional Navier-Stokes equations along with the k- model for turbulent processes. The results are compared firstly with the empirical models and secondly with experimental measurements performed by the French Compagnie Nationale of Rhône (CNR). The exitance of the propeller increases the sediment in suspension. Therefore, the relationships between the re-suspended sediments and the advancing speeds of the convoy, the wakes generated by the moving convoy, as well as the number of barges are studied by adding 3D advection-diffusion equation and a propeller model.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Modélisation numérique des processus de transport des sédiments et de l'évolution des fonds

International audienceWe propose a new mixing length profile, based on an extension of von Kármán similarity hypothesis, as well as the associated mixing velocity profile. This profile was compared with other profiles and was tested on three academic and experimental cases. The validation of the model was made from a set of reference examples and concerns the erosion of a bottom of sand in a uniform flow, and the filling of an extraction pit resulting from the tests presented in the European project SANDPIT.On propose un nouveau profil de longueur de mélange lm (z) , basé sur une extension de l'hypothèse de similitude de von Kármán, ainsi que le profil de vitesse de mélange associé. Ce profil a été comparé à d'autres profils et testé sur trois cas test académiques et expérimentaux. La validation du modèle a été effectuée à partir d'un ensemble d'exemples de références et concernent l'érosion d'un fond de sable érodable dans un écoulement uniforme en canal, et le remplissage d'une fosse d'extraction issus des essais présentés dans le projet Européen SANDPIT

Simulations numériques de l'évolution des fonds et effet du mélange turbulent sur le transport sédimentaire:Application au remplissage d'une fosse d'extraction

International audienceLe profil linéaire de longueur de mlange $l_{m}=\kappa z$ classiquement utilisé, ne permet pas d'obtenir le profil de vitesse logarithmique observ\é expérimentalement, et sa validité est limitée aux domaines de faible rugosité (conditions aux limites du type 'fond lisse'). Dans ce travail, nous proposons trois types de profils de longueur de mélange $l_{m}(z)$ ainsi que les profiles de vitesses de mélange associés. Les résultats obtenus, sont testés sur des cas académiques et comparés aux résultats expérimentaux de remplissage d'une fosse d'extraction issus des essais présentés dans le projet Européen Sandpit

Couplage écoulement - structure pour simuler la stabilité des digues en enrochement

Un couplage fluide-structure est proposé pour étudier la stabilité des digues en enrochement sous les effets hydrodynamiques de la houle et des courants. Un code en éléments finis de Navier-Stokes  pour le calcul fluide est alors couplé à un code pour le calcul solide basé sur la méthode de l’Analyse de Déformation Discontinue (DDA). Le but est de simuler les actions hydrodynamiques sur les digues, en tenant compte de la nature de contact entre les blocs constituants la digue et de leur forme

3D numerical simulation of ship resistance in restricted waterways including ship squat effects

This study focuses on the effect of waterway restriction on ship resistance of an inland vessel. A 3D numerical model allowing to predict ship resistance in confined waters by taking ship sinkage into account has been developed. The numerical results are compared to experimental data from towing tank test and the influence of taking ship sinkage into account on the prediction error is studied

Prediction of the Bed Friction Coefficient Using Either High Resolution Bathymetric Data or Granulometry Samples

Sediment Transpor