Sommaire: Simulation des structures de vitesses

Introduction générale et objectifs
Chapitre 1 Généralités et définitions
Introduction
1.1. Variabilité dans le temps
1.2. Variabilité dans l’espace
1.3. La géométrie des canaux et grandeurs hydrauliques
1.4. Répartition des vitesses
a. Représentation 1D, 2D et 3D
b. vitesse moyenne & profile des vitesses
1.5.Les phénomènes hydrauliques
a) La surface libre
b) Le régime fluvial-torrentiel
c) Le ressaut hydraulique
1.6.Singularités dans les canaux
a) Seuils
b) Vannes
c) Transitions
1.7. L’évolution du fond du canal
Conclusion
Chapitre 2 Formulation mathématique
Introduction
2.1. Modélisation des écoulements à surface libre
2.2. Approche déterministe ou théorique (mécaniste)
a) Approche mécaniste
b) Approche empirique
2.3. Modèles conceptuels
2.4. Modèles mécanistes de barré de saint-venant
2.5. Modèles mécanistes
2.6. Le système de barre de saint-venant
2.6.1. Etablissement de l’équation de continuité
2.6.2. Etablissement de l’équation de la dynamique
2.7. Etablissement du système de Barré de Saint-Venant S1 & S2
2.8.Modèles simplifies
2.8.1. Modèles à inertie prépondérante et frottements négligeables
2.8.2. Modèles à frottements prépondérants et inertie négligeable
2.8.3. L’onde diffusante
2.8.4. L’onde cinématique
Conclusion
Chapitre 3 Simulation numérique
Introduction
3.1. Résolution numérique des équations de Saint –Venant
3.2. Méthodes de résolution numériques
a) Méthodes aux différences finies (MDF)
b) Méthodes aux éléments finis (MEF)
c) Méthodes des volumes finis (MVF)
3.3. Schéma numérique de la méthode des volumes finis
3.4. Principe de discrétisation et schéma numérique aux volumes finis
3.5. Processus de simulation numérique
3.6. Résolution par le code FLUENT
3.6.1. Le préprocesseur (GAMBIT)
3.6.2. Domaine physique
3.6.3. Le maillage
a) Distorsion
b) Lissage
c) Choix du type de maillage
d) Techniques générales de génération du maillage
3.6.4. Les conditions aux limites
3.6.5. Le solveur
3.6.6. Le post-processeur
3.6.7. Convergence
Conclusion
Chapitre 4 Résultats et discussions
Introduction
4.1. Géométrie du premier modèle
4.2. Maillage
4.3. Résultats de Simulation par FLUENT 3D
4.4. Géométrie du deuxième modèle
4.5. Maillage
4.6.Résultats de Simulation par FLUENT 3D
Conclusion
Conclusion générale & Perspectives
Bibliographie

♣ Extrait du mémoire

Chapitre 1 Généralités et définitions
Introduction
L’hydraulique à surface libre se distingue est se caractérise par l’existence d’une surface libre, c’est-à-dire d’une surface où l’écoulement est en contact direct avec l’atmosphère.
Le gradient de pression ne peut plus être le moteur de l’écoulement, c’est la gravité qui devient l’agent moteur.
Le domaine d’application est large :
– cours d’eau : rivières, fleuves, etc. ;
– canaux de navigation, d’irrigation, etc. ;
– systèmes d’évacuation : réseaux d’assainissement pluvial ;
– aménagements : retenues d’eau, usines de production d’électricité, ports, etc.
On peut définir les écoulements suivants la variabilité des caractéristiques hydrauliques tels que le tirant d’eau et la vitesse en fonction du temps et de l’espace.
1.1. Variabilité dans le temps
Le mouvement est permanent (ou stationnaire) si la vitesse U et la profondeur h restent invariables dans le temps en grandeur et en direction. Le mouvement est non permanent dans le cas contraire.
La figure 1.1 illustre les deux types d’écoulement considérés par rapport à une variabilité dans le temps [13].
L’écoulement dans les canaux est rarement permanent. Néanmoins les variations temporelles sont, dans certains cas, suffisamment lentes pour que l’écoulement puisse être considéré comme une succession de régime permanent. On peut alors ainsi définir le régime quasi-permanent.
1.2. Variabilité dans l’espace
La figure 1.2 ci après illustre une synthèse des différents types d’écoulement considérés par rapport à une variabilité dans l’espace, à savoir :
• Le mouvement est uniforme si les paramètres caractérisant l’écoulement restent invariables dans les diverses sections du canal. La ligne de la pente du fond est donc parallèle à la ligne de la surface libre [14,15].

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