Ecoulements avec surfaces libres



Simulation de la formation des vagues scélérates © CMLA, Frédéric Dias

 

L'équipe Surface Libre sous la direction de Frédéric Dias a de multiples compétences qu'elle met au service de travaux théoriques et de projets industriels :

  • Elle a développé, en collaboration avec le département de génie océanique de l'Université de Rhode Island et S. Grilli un code de calcul permettant l'étude numérique d'instabilités tri-dimensionnelles associées aux vagues de forte courbure. Ce code peut en particulier suivre l'évolution spatiale et temporelle d'une vague qui enfle sous l'effet d'une remontée du fond non uniforme dans la direction transverse. La dernière amélioration de ce code consiste à utiliser la méthode des multipôles rapides remis à jour au début des années 1980 par Greengard et Rokhlin. L'accélération est spectaculaire : la complexité est passée de O(N2) à pratiquement O(N), N étant le nombre de noeuds utilisés dans la discrétisation.
  • Ce code de calcul qui résout les équations d'écoulements potentiels en présence d'une surface libre a pour objectif également de permettre d'étudier des situations réalistes en génie côtier et en hydrodynamique navale.  L'équipe étudie l'influence du déferlement sur l'érosion, conséquences des raz de marée et travaille sur la prédiction des vagues dites scélérates, ces vagues relativement rares mais dévastatrices dont il est encore difficile de prédire la formation et qui seraient à l'origine d'une dizaine de naufrages par an.
  • L'équipe Surface Libre étudie également les déclenchements de tsunamis par tremblement de terre, par chute d'astéroïde et par glissement de terrain.
  • En collaboration avec A. Ibrahimbegovic, dans le cadre de l'Institut Farman, elle étudie l'impact des tsunamis sur la côte et les structures cotières avec pour but d'améliorer les protections.

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