Thèse Année : 2007

Stoke wave breaking study and associated disspation, with direct computation

Étude du déferlement d'une onde de Stokes et de la dissipation associée par simulation directe

Résumé

This work deal with a computational study of Stokes wave breaking. This study is related to the understanding of swell energy transformation and transferts at a free surface. The Volum Of Fluid approach used solves the Navier-Stokes equations and a fixed grid with finite volume method. The two phases are taken into account through the volume fraction which is governed by transport equation, solved with a front-capturing method. Results of a parametric study where wave steepness and the Reynolds number varies, are presented. Different types of wave evolutions are distinguished. After dissipation caculation validation, we show that non-breaking waves dissipation obeyes at an equivalent diffusion model. For breaking waves, the total energy dissipated by breaking, caracteristics time scales and dissipation have been investigated as a fonction of the parameters.

Une étude numérique du déferlement d’une onde de Stokes est présentée et s’inscrit dans la compréhension de la transformation de l’énergie de la houle. Le code JADIM est utilisé. Une étude paramétrique, faisant varier la cambrure initiale de l’onde et le nombre de Reynolds, met en évidence différents régimes d’évolution des ondes. Un critère de déferlement est établi. Le calcul de la dissipation est validé. La dissipation des ondes non-déferlantes suit un modèle de diffusion équivalent. Pour les ondes déferlantes, un temps caractéristique de déferlement et la dissipation d’énergie sont évalués et exprimés en fonction des paramètres. La simulation directe apparaît pertinente pour décrire le déferlement.

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Citer

Marie Duval. Étude du déferlement d'une onde de Stokes et de la dissipation associée par simulation directe. Dynamique des Fluides [physics.flu-dyn]. Institut National Polytechnique (Toulouse), 2007. Français. ⟨NNT : 2007INPT065H⟩. ⟨tel-04600432⟩
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