Numerical simulation of transient flows

4 crédits

20.0 h + 15.0 h

Enseignants

Soares Frazao Sandra;

Langue
d'enseignement

Anglais

Préalables

Deux cours préalables sont requis :

Hydraulique : LAUCE1152
Hydraulique appliquée : LAUCE2151

Le(s) prérequis de cette Unité d’enseignement (UE) sont précisés à la fin de cette fiche, en regard des programmes/formations qui proposent cette UE.

Thèmes abordés

Modèles mathématiques et résolution numérique des écoulements transitoires dans les conditions suivantes :

Ecoulements transitoires en réseau de conduites
Ecoulements transitoires en rivière
Evolution morphologique des cours d'eau

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

Identifier et mettre en oeuvre les concepts, lois, raisonnements applicables à une problématique donnée (AA1.1), identifier et utiliser les outils de modélisation et de calcul adéquats pour résoudre cette problématique (AA1.2)
Mettre en forme un rapport de synthèse rédigé de telle manière que les résultats et productions présentés soient exploitables ultérieurement et par d'autres personnes (AA3.3)
communiquer les résultats de son travail sous forme de rapports, présentations ou autres documents adaptés à son interlocuteur (AA5.2, AA5.3, AA5.6)

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de :

Calculer un coup de bélier dans un réseau de conduite
Calculer un écoulement transitoire en canal ou en rivière
Modéliser l'évolution morphologique d'une rivière

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

1. Transitoires en conduite en charge : coups de bélier en conduite simple et en réseaux

Coup de bélier de masse
Coup de bélier d'onde

2. Ecoulements transitoires à surface libre

Ecoulements unidimensionnels

- Equations de Saint-Venant, analyse et solution par les caractéristiques
- Ondes positives, ondes négatives
- Jacobienne du système et analyse aux valeurs propres

Ecoulement bidimensionnel dans un plan horizontal (2D-H)
Méthodes numériques

- Différences finies : Harten, Mac Cormack
- Volumes finis et capture des discontinuités
- Applications: crues subites et ruptures de barrage

Introduction aux modèles tridimensionnels
Introductionaux modèles numériques de turbulence

3. Modélisation de l'évolution morphologique des rivières

Modèles numériques en morphologie fluviale
Différences finies implicites (Preissmann)
Notion de non-équilibre et modèles de chargement
Volumes finis : modèles à deux couches
Applications : profil en long d'équilibre, rupture de pente, rupture de barrage sur lit mobile

Méthodes d'enseignement

Les activités sont organisées comme suit :

Cours magistraux pour les exposés théoriques
Travaux pratiques : exercices ou mini-projets sur les différents chapitres

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Examen oral, à livre fermé, avec un temps de préparation

Ressources
en ligne

Site iCampus contenant les présentations PowerPoint, certaines notes de cours et autres documents utiles (modalités pratiques et horaire détaillé des activités, consignes pour les TP).

Bibliographie

Diapositives Powerpoint du cours

Faculté ou entité
en charge

Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Master [120] : ingénieur civil des constructions

GCE2M

LGCIV2051