Simulation numérique d’impact liquide avec OpenFOAM (SPH)

Ce stage s’inscrit dans la suite des travaux de la thèse de Xuezhou Lu [1]. Le but était de simuler les impacts de vagues, ou plutôt d’événements extrêmes sur des parois de systèmes de récupération énergie marine houlomoteur. Or, d’un point de vue plus académique, nous souhaiterions travailler sur l’impact d’un rectangle de fluide en 2 dimension sur une paroi. Il existe un très beau travail théorique sur ce sujet réalisé par Arthur Dyment et présenté dans la Congrès Français de Mécanique en 2013. La Figure 1 présente une schématisation du travail analytique de Dyment [2]. Meringolo et al. [3] (cf. Figure 1), et plusieurs autres , ont aussi publié sur ce sujet. Néanmoins, une analyse physique de chaque terme reste toujours à faire et une comparaison avec les résultats analytiques de Dyment [2] serait aussi très intéressante.
De plus, la célérité du son dépend, entre autre, de la quantité d’air dissout dans l’eau. Sachant que des bulles d’air sont piégées dans l’eau au moment de l’impact, cet aspect peut aussi modifier la dynamique de l’impact. Nous souhaitons utiliser le logiciel OpenFOAM, plus précisément un code SPH implémenté dans OpenFOAM lors d’un projet LABEX EMC3. OpenFOAM est une boite à outils logicielle permettant des simulations multiphysiques, développée par Jasak [4]. Une comparaison des résultats SPH (sous OpenFOAM) et avec ceux du solveur Volume-of-Fluid (Vof) classique d’OpenFOAM (solveur InterFOAM) est aussi éventuellement possible.
Ce stage se déroulera au sein de l’équipe hydrodynamique du LOMC de l’Université du Havre Normandie.
Différentes étapes du stage :

  1. Familiarisation avec le logiciel OpenFOAM. Bibliographie sur la méthode SPH.
  2. Prise en main du code SPH développé sous Open-Foam.
  3. Mise en place de la configuration d’impact.
  4. Tester différentes conditions afin de modéliser au mieux l’impact.
  5. Simulation numérique d’impacts en faisant varier les paramètres physiques, notamment la célérité du son.
  6. Comparer et analyser les résultats obtenus avec différents résultats théoriques et autres simulations numérique de la littérature [3].
  7. Si ce travail est effectué rapidement, une seconde partie serait d’utiliser le solveur InterFOAM (VoF) pour comparer les résultats.
  8. Écriture du rapport.

Profil recherché
Étudiant (M2 ou BAC+5) en dynamique des fluides, informatique scientifique et/ou ma- thématiques intéressé par les aspects recherches.

Lieu du stage
Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (UMR 6294 CNRS – Université du Havre). 53, rue de Prony – BP 540 – 76058 Le Havre Cedex

Durée du stage
4 à 6 mois

Gratification
≈ 550 e/mois

Pré-requis
C++, GNU/Linux, Latex. Et un bon niveau en anglais est souhaité.

Contact
Pinon Grégory – Maître de Conférences – Université du Havre/LOMC +33 (0)2 35 21 71 23 – gregory.pinon@univ-lehavre.fr