La méthode numérique SPH appliquée à l’hydraulique
Une méthode lagrangienne aux applications variées
Keywords:
SPH, numerical modelling, lagrangian techniques, turbulenceAbstract
SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) Is a fully lagrangian numerical technique still unknown in fluid modelling despite its ability to predict many phenomena which cannot be treated with classical methods. SPH’s theoretical aspects are briefly reviewed in this paper, and a few examples are shown. New developments on turbulence modelling are explored and validated with test cases.
Downloads
References
Bonnet J., « Correction and stabilization of Smoothed Particle Hydrodynamics methods with
applications in metal forming simulations », Intern. Journ. Numer. Methods in
Engineering 47, 1083-1121, 2000.
Cleary P. W., Monaghan J. J., « Conduction modelling using Smoothed Particle
Hydrodynamics », Journ. Comput. Phys. 148, 227-264, 1999.
Cummins S. J., Rudman M. J., « Truly incompressible SPH », ASME Fluids Engineering
Division Summer Meeting, FEDSM98−4923, 1998.
Durbin P.A., Speziale C. G., Realizability of second moment closure via stochastic analysis,
CTR Manuscript 184, 1993.
Faure S., Développements d’un algorithme de projection exacte pour la modélisation des
écoulements incompressibles par la méthode SPH, rapport EDF/LNHE n° HP-
/2000/032/A, 2000.
Issa R., Modélisation bidimensionnelle d’un écoulement laminaire à surface libre par la
méthode SPH, 1er rapport de thèse de doctorat, rapport EDF/LNHE n° HP-
/2002/028/A, 2002.
Issa R., Modélisation bidimensionnelle d’un écoulement laminaire à surface libre par la
méthode SPH, 2e rapport de thèse de doctorat, rapport EDF/LNHE n° HP-75/2002/088/A,
Landau L. D., Lifchitz E. M., Physique théorique, t. 1, éditions Mir, 1989.
Launder B. E., Reece G. J., Rodi W., « Progress in the development of Reynolds stress
turbulence closure », Journ. Fluid Mech. 68, 537, 1975.
Monaghan J. J., « Smoothed Particles Hydrodynamics », Annual Review of Astrophysics, 30,
-74, 1992.
Monaghan J. J., « Simulating free surface flows with SPH », Journ. Comput. Phys. 110, 399-
, 1994.
Monaghan J. J., Simulating gravity currents with SPH. Part III : boundary forces, rapport du
Department of Mathematics de l’Université de Monash, 1995.
Monaghan J. J., An SPH formulation of surface tension, Rapport du Department of
Mathematics de l’Université de Monash, 1995.
Morris J. P., Fox P. J., Zhu Y., « Modelling low Reynolds number incompressible flows
using SPH », Journ. Comput. Phys. 136, 214−226, 1997.
Pope S. B., « Lagrangian PDF methods for turbulent flows », Annu. Rev. Fluid. Mech. 26,
−63, 1994.
Pope S. B., Turbulent flows, Cambridge University Press, 2000.
Violeau D., Chauvelier-Alario C., Foucart A., Etude de faisabilité d’un prototype de logiciel
fondé sur la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) pour la mécanique des
fluides, Bilan de l’application à différents types d’écoulements et perspectives de
développement, rapport EDF/LNHE n° HE-42/99/065/A, 1999.
Violeau D., Notions fondamentales de Mécanique lagrangienne, Application à la méthode
numérique particulaire SPH, rapport EDF/LNHE n° HP-72/2000/072/A, 2000.
Violeau D., Logiciel SPARTACUS-2D de modélisation lagrangienne des écoulements de
fluides, Notice théorique de la version 1.0, rapport EDF/LNHE n° HP-75/2001/027/A,
Violeau. D., Piccon S., Chabard J.-P., « Two attempts of turbulence modelling in Smoothed
Particle Hydrodynamics », Proceedings of the 8th Fluid Modelling and Turbulence
Measurements conference, Tokyo 2001.
Violeau D., Piccon S., Prise en compte des effets turbulents dans la méthode SPH.
Introduction d’un modèle de viscosité turbulente et d’un modèle stochastique, rapport
EDF / LNHE n° HP-75/2002/005/A, 2002.
Viollet P.-L., Chabard J.-P, Esposito P., Laurence D., Mécanique des fluides appliquée.
Ecoulements incompressibles dans les circuits, canaux, rivières, autour de structures et
dans l’environnement, Presses de l’Ecole Nationale des ponts et Chaussées, 1998.
