Emmanuel Guilmineau Chercheur EC Nantes


Vue sous la surface libre des structures vorticitaires de l'écoulement moyen autour d'un bateau en dérapage.

Vue sous la surface libre des structures vorticitaires de l'écoulement instantané autour d'un bateau en dérapage.

La simulation numérique de l’écoulement d’eau et d’air autour d’un bateau en dérapage est un challenge pour la simulation numérique, notamment pour la prédiction de l’énergie cinétique turbulente.

Lorsqu’un bateau est en dérapage, plusieurs structures vorticitaires sont créées par la carène du bateau et ses appendices et peuvent interagir entre elles. Des mesures expérimentales ont montré que le niveau d’énergie cinétique turbulente était très élevé aux cœurs de ces tourbillons.

Les simulations numériques avec des modèles de turbulence isotropes RANS sous-estiment ce niveau élevé. Seules des simulations avec des modèles de turbulence hybride RANS-LES sont capables de prédire ce niveau élevé d’énergie cinétique turbulente. Avec cette modélisation de la turbulence, instationnaire par nature, la vision de l’écoulement moyen est différente. C’est la superposition de petites structures qui génère les différents tourbillons. Les simulations sont effectuées sur un maillage de 163 millions de cellules et utilisent 1 316 processeurs de la machine Occigen. Le nombre de Reynolds de cette simulation est de 4,65 millions. Le code de calcul utilisé est ISIS-CFD, qui est entièrement développé par l’équipe et qui résout les équations de Navier-Stokes sur des maillages non structurés.

Ces travaux sont menés dans le cadre du projet AVT 253 d’une collaboration internationale sous l’égide de l’OTAN. Ces travaux vont se poursuivre par la simulation d’un mouvement dynamique du bateau avec une modélisation hybride RANS-LES de la turbulence.