(trad auto)Numerical modeling of the effect of an obstacle on threshold fluid flows by the SPH method | Modélisation numérique de l'effet d'un obstacle sur les écoulements de fluides à seuil par la méthode SPH

[Departement_IRSTEA]EEE [TR1_IRSTEA]23 - ALTEAURISK / DYNAL [Encadrant_IRSTEA]Naaim M.

English. We study the influence of an obstacle on a yield-stress fluid flow. Such fluid follows a Herschel-Bulkley flow curve. Solutions of the flow equations are computed by the SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method. This technique is first validated by comparison to classical well-documented flows. First results are obtained for steady flows. In that case, we study the influence on the speed, on the formation of a rigid zone and on the local pressure upstream the structure. In some cases, zones of accelerated flow can be observed . The length of the rigid zone is proportional to the obstacle height. Then, we study transitory flows. Some cumulated momentum is numerically "measured" downstream the structure to estimate the absorbed momentum due to the presence of the obstacle. Finally, a study concerning the maximum pressure value and the duration of the pressure rise is carried out upstream the obstacle.

French. Nous étudions l'influence d'un obstacle sur l'écoulement d'un fluide à seuil. Ces fluides sont modélisés par une loi de type Herschel-Bulkley et nous résolvons les équations du mouvement par la méthode particulaire SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics). Cette technique est validée par comparaison à des écoulements bien documentés. Les premiers résultats sont obtenus pour des écoulements permanents. Nous étudions dans ce cas les variations de vitesse, la formation d'une zone rigide, la position de la surface libre et la pression engendrée en amont de l'obstacle. Dans certains cas, on peut observer des zones de d'écoulement accéléré. La longueur de la zone rigide en amont de l'obstacle croît proportionnellement à la hauteur de la singularité. Nous étudions ensuite des écoulements transitoires. Nous avons " mesuré " numériquement une quantité de mouvement cumulée en aval de l'obstacle afin d'estimer ce qui était absorbé par l'ouvrage. Une étude concernant la pression maximale et le temps de montée de la sollicitation en amont de l'obstacle a été menée.