Analyse mathématique du système de Boussinesq faiblement non-linéaire en présence d'un objet au fond
Langue
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Document de travail - Pré-publication
Résumé
Nous étudions un problème d'interaction vague-structure particulier où les équations de Boussinesq faiblement non-linéaires sont considérées dans un domain à surface libre et avec un fond plat sur lequel un solide se déplace ...Lire la suite >
Nous étudions un problème d'interaction vague-structure particulier où les équations de Boussinesq faiblement non-linéaires sont considérées dans un domain à surface libre et avec un fond plat sur lequel un solide se déplace selon les forces de pression exercées par les vagues. Un schéma de différences finies d'ordre élevé est développé et adapté à ce problème couplé afin de mettre en évidence les effets d'un solide capable de se déplacer au fond sur la transformation des vagues qui passent au-dessus. Nous avons souligné l'influence de la friction sur ce système en particulier et nous avons observé un effet d'amortissement hydrodynamique assez important, dû aux phénomènes similaires aux eaux mortes.< Réduire
Résumé en anglais
In this study, the numerical analysis of a specific fluid-solid interaction problem is detailed. The weakly nonlinear Boussinesq system is considered with the addition of a solid object lying on the flat bottom, allowed ...Lire la suite >
In this study, the numerical analysis of a specific fluid-solid interaction problem is detailed. The weakly nonlinear Boussinesq system is considered with the addition of a solid object lying on the flat bottom, allowed to move horizontally under the pressure forces created by the waves. We present an accurate finite difference scheme for this physical model, finely tuned to preserve important features of the original coupled system: nonlinear effects for the waves, energy dissipation due to the frictional movement of the solid. The moving bottom case is compared with a system where the same object is fixed to the bottom in order to observe the qualitative and quantitative differences in wave transformation. In particular a loss of wave amplitude is observed. The influence of the friction on the whole system is also measured, indicating differences for small and large coefficients of friction. Overall, hydrodynamic damping effects reminiscent to the dead-water phenomenon can be established.< Réduire
Mots clés
Equations de Boussinesq
Interaction fluide-solide
Schéma différence finie
Friction dynamique
Amortissement hydrodynamique
Mots clés en anglais
Boussinesq equations
Fluid-solid interaction
Finite difference method
Dynamic friction
Hydrodynamic damping
Origine
Importé de halUnités de recherche