Modèle mathématique multi-dimensionnel d'écoulements cisaillés en eau peu profonde : problèmes et solutions

Nom de l'orateur
Kseniya Ivanova
Etablissement de l'orateur
Aix-Marseille Université
Date et heure de l'exposé
Lieu de l'exposé
salle des séminaires

Le travail que je vais présenter porte sur la résolution numérique du modèle multi--dimensionnel d'écoulement cisaillé en eau peu profonde. Dans le cas d'un mouvement unidimensionnel, ces équations coïncident avec les équations de la dynamique de gaz pour un choix particulier de l'équation d'état. Dans le cas multi-dimensionnel, le système est complètement différent du modèle de la dynamique de gaz. Il s'agit d'un système EDP hyperbolique 2D non-conservatif qui rappelle un modèle de turbulence barotrope. Le modèle comporte trois types d'ondes correspondant à la propagation des ondes de surface, des ondes de cisaillement et à celle de la discontinuité de contact.

Je vais présenter dans le cas 2D un schéma numérique basé sur une nouvelle approche de ``splitting" pour les systèmes d'équations non-conservatives. Chaque sous-système ne contient qu'une seule famille d'ondes: ondes de surface ou ondes de cisaillement, et discontinuité de contact. La précision d'une telle approche est testée sur des solutions exactes 2D décrivant l'écoulement lorsque la vitesse est linéaire par rapport aux variables spatiales, ainsi que sur des solutions décrivant des trains de rouleaux 2D.

Finalement, je vais présenter la modélisation d'un ressaut hydraulique circulaire formé dans un écoulement convergent radial d'eau. Les résultats numériques obtenus sont clairement similaires à ceux obtenus expérimentalement: oscillations du ressaut et son rotation avec formation du point singulier.

L'ensemble des validations proposées démontre les aptitudes du modèle et de la méthode numérique pour la résolution des problèmes complexes d'écoulements cisaillés en eau peu profonde multidimensionnels.

Mots-clés: équations d'écoulement cisaillé en eau peu profonde, équations hyperboliques non-conservatives, schéma de Godunov, ondes de choc, trains de rouleaux, ressaut hydraulique circulaire