Numerical simulation of transient flows

LGCIV2054  2019-2020  Louvain-la-Neuve

Numerical simulation of transient flows
4.0 crédits
20.0 h + 15.0 h
1q

Enseignants
Langue
d'enseignement
Anglais
Préalables

Une connaissance de l'hydraulique fondamentale et des écoulements à surface libre (notions enseignées dans les cours LGCIV1051 et LGCIV2051) est un atout, mais n'est pas indispensable pour suivre le cours.

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

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 : AA1.1, AA1.2, AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.4, AA2.5, AA3.1, AA3.2, AA3.3, AA4.2, AA4.4, 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
  • Introduction aux 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

Evaluation continue à travers des devoirs et travaux au cours de l'année. Examen oral, à livre fermé, avec un temps de préparation.

Ressources
en ligne

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

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
4
-