Modélisation d'écoulements visqueux par méthode SPH en vue d'application à l'hydrodynamique navale

L’un des enjeux actuels de l’hydrodynamique navale est la simulation des corps en deplacement rapide, comme par exemple une vedette rapide. La methode SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) est bien adaptee pour decrire les phenomenes violents a la surface libre. Cependant, celle-ci ne permet pas, pour l’instant, la modelisation precise des phenomenes visqueux et turbulents. De plus la prise en compte de geometries complexes est delicate dans le cas des methodes particulaires et les methodes actuelles montrent d��importantes limitations. Dans ce contexte, apres une premiere synthese des differentes techniques existant dans la litterature, le premier axe de recherche a ete le developpement d’une methode de traitement des conditions aux limites flexible, robuste et permettant de garder une bonne precision. Les resultats de ces travaux se sont montres probants et la technique est bien validee. Des modelisations de conditions d’entree-sortie ont aussi ete proposees. Le second axe de recherche a porte sur la simulation d’ecoulements a nombre de Reynolds superieurs a 100. Une analyse detaillee a mis en lumiere une viscosite numerique excessive de la methode. Plusieurs voies ont ete investiguees pour contrer ce phenomene, comme l’utilisation d’un remaillage et celle d’une description ALE. Le dernier axe a porte sur l’etude de la capacite de la methode SPH a simuler des ecoulements turbulents. Une etude de turbulence libre a montre que, dans certaines conditions, on est capable de realiser avec une bonne precision des simulations turbulentes. En revanche, un phenomene d’accumulation d’energie cinetique aux petites echelles a ete mis en lumiere, et devra etre pris en compte dans le cadre de l’utilisation future d’un modele de turbulence qui requerra aussi l’utilisation de resolutions variables en espace.