Turbulence et courants induits par le vent en présence de gradients de densité et modèle hydrodynamique du bassin de Thau PDF Download
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Author: Gary Mocke Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 189
Book Description
AVEC COMME OBJECTIF PRATIQUE LA MISE AU POINT D'UN MODELE DE L'HYDRODYNAMIQUE DU BASSIN DE THAU, CE TRAVAIL S'INTERESSE A LA GENERATION DE LA TURBULENCE DES COURANTS DANS LA COUCHE MELANGEE DE SURFACE. DEUX CLASSES ESSENTIELLES DE PROBLEMES SONT POSEES: LA GENERATION DE LA TURBULENCE DANS ET SOUS LES VAGUES DE VENT, LA PHYSIQUE DES INTERACTIONS TURBULENTES PRES DE L'INTERFACE DE DENSITE. LE MEMOIRE EST DIVISE EN DEUX PARTIES: LA PREMIERE PARTIE COMMENCE AVEC UN SURVOL DE LA LITTERATURE SUR LES ETUDES D'ENTRAINEMENT D'INTERFACE DE DENSITE ET SUR LA PARAMETRISATION DE LA TURBULENCE GENEREE DANS LES VAGUES DE VENT. CETTE ANALYSE CRITIQUE BIBLIOGRAPHIQUE EST UTILISEE DANS LA MISE AU POINT ET LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE A 3 EQUATIONS DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, DU TAUX DE DISSIPATION ET DE LA DENSITE. CE MODELE EST UTILISE POUR TRAITER DES SITUATIONS EXPERIMENTALES POUR LESQUELLES ON DISPOSE DE MESURES DE TAUX D'ENTRAINEMENT OU DE PROFIL DE DENSITE: CETTE COMPARAISON S'AVERE SATISFAISANTE TANT QUE L'EVOLUTION DE LA COUCHE DE MELANGE SE SITUE DANS LA ZONE DIFFUSIVE SUPERIEURE. AU DESSOUS DE CETTE COUCHE LA PRODUCTION LOCALE DE TURBULENCE DUE NOTAMMENT AUX ECOULEMENTS SECONDAIRES (CIRCULATION DE LANGMUIR) RESTE A QUANTIFIER EXPLICITEMENT. UN AUTRE INTERET DE CES ESSAIS EST DE MONTRER QUE LA VITESSE DE FROTTEMENT A L'INTERFACE NE CONSTITUE PAS L'ECHELLE APPROPRIEE; PAR CONTRE IL SEMBLE QUE L'ENERGIE CINETIQUE DE TURBULENCE PRODUITE A L'INTERFACE PERMETTE UNE REPRESENTATION PLUS SATISFAISANTE DES PHENOMENES OBSERVES. LA SECONDE PARTIE DE L'ETUDE PRESENTE LES RESULTATS OBTENUS DANS L'ETUDE DU BASSIN DE THAU. UN MODELE TRANSITOIRE MONOCOUCHE EST UTILISE POUR SIMULER LE CHAMP DE VITESSE ET DE HAUTEUR DU PLAN D'EAU. UNE METHODE AUX ELEMENTS FINIS EST UTILISEE POUR LA DISCRETISATION SPATIALE. LE MODELE, CALIBRE A PARTIR D'OBSERVATIONS IN SITU EST UTILISE POUR SIMULER DIFFERENTS SCENARIOS DE GESTION DE L'ETANG DE THAU
Author: Gary Mocke Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 189
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AVEC COMME OBJECTIF PRATIQUE LA MISE AU POINT D'UN MODELE DE L'HYDRODYNAMIQUE DU BASSIN DE THAU, CE TRAVAIL S'INTERESSE A LA GENERATION DE LA TURBULENCE DES COURANTS DANS LA COUCHE MELANGEE DE SURFACE. DEUX CLASSES ESSENTIELLES DE PROBLEMES SONT POSEES: LA GENERATION DE LA TURBULENCE DANS ET SOUS LES VAGUES DE VENT, LA PHYSIQUE DES INTERACTIONS TURBULENTES PRES DE L'INTERFACE DE DENSITE. LE MEMOIRE EST DIVISE EN DEUX PARTIES: LA PREMIERE PARTIE COMMENCE AVEC UN SURVOL DE LA LITTERATURE SUR LES ETUDES D'ENTRAINEMENT D'INTERFACE DE DENSITE ET SUR LA PARAMETRISATION DE LA TURBULENCE GENEREE DANS LES VAGUES DE VENT. CETTE ANALYSE CRITIQUE BIBLIOGRAPHIQUE EST UTILISEE DANS LA MISE AU POINT ET LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE A 3 EQUATIONS DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, DU TAUX DE DISSIPATION ET DE LA DENSITE. CE MODELE EST UTILISE POUR TRAITER DES SITUATIONS EXPERIMENTALES POUR LESQUELLES ON DISPOSE DE MESURES DE TAUX D'ENTRAINEMENT OU DE PROFIL DE DENSITE: CETTE COMPARAISON S'AVERE SATISFAISANTE TANT QUE L'EVOLUTION DE LA COUCHE DE MELANGE SE SITUE DANS LA ZONE DIFFUSIVE SUPERIEURE. AU DESSOUS DE CETTE COUCHE LA PRODUCTION LOCALE DE TURBULENCE DUE NOTAMMENT AUX ECOULEMENTS SECONDAIRES (CIRCULATION DE LANGMUIR) RESTE A QUANTIFIER EXPLICITEMENT. UN AUTRE INTERET DE CES ESSAIS EST DE MONTRER QUE LA VITESSE DE FROTTEMENT A L'INTERFACE NE CONSTITUE PAS L'ECHELLE APPROPRIEE; PAR CONTRE IL SEMBLE QUE L'ENERGIE CINETIQUE DE TURBULENCE PRODUITE A L'INTERFACE PERMETTE UNE REPRESENTATION PLUS SATISFAISANTE DES PHENOMENES OBSERVES. LA SECONDE PARTIE DE L'ETUDE PRESENTE LES RESULTATS OBTENUS DANS L'ETUDE DU BASSIN DE THAU. UN MODELE TRANSITOIRE MONOCOUCHE EST UTILISE POUR SIMULER LE CHAMP DE VITESSE ET DE HAUTEUR DU PLAN D'EAU. UNE METHODE AUX ELEMENTS FINIS EST UTILISEE POUR LA DISCRETISATION SPATIALE. LE MODELE, CALIBRE A PARTIR D'OBSERVATIONS IN SITU EST UTILISE POUR SIMULER DIFFERENTS SCENARIOS DE GESTION DE L'ETANG DE THAU
Author: R. N. Bray Publisher: CRC Press ISBN: 0203894898 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 398
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Expanding a port, deepening a navigation channel or creating new land for development, introduces changes to our physical, social, economic and political environment. Changes may result from events during the construction process, or relate to the nature of the completed structure. Changes can be positive or negative, short-term or long-term, and may affect the immediate vicinity of the project or a larger geographical area. Predicting and assessing all possible effects of a planned dredging activity in a scientifically-sound and reliable manner is essential, so that appropriate control measures can be taken to avoid or mitigate unwelcome impacts. This book provides guidance for a complete holistic environmental evaluation procedure and for the design and implementation of environmental control measures. The book is of particular interest to engineers, government agencies and port authorities, as well as civil engineering consultants and contractors involved in planning and designing dredging, maritime infrastructure and fluvial projects.
Author: Helene Joffe Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9400761848 Category : Nature Languages : en Pages : 195
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With the major growth of the world’s population over the past century, as well as rapid urbanisation, people increasingly live in crowded cities. This trend is often accompanied by proliferation of poorly built housing, uncontrolled use of land, occupation of unsafe environments and overstretched services. When a natural hazard strikes such a city many people are vulnerable to loss of life and property. This book explores what these people think and feel about the threats that they face. How do they live with perils ranging from earthquakes to monsoons, from floods to hurricanes, in the 21st century? The authors are drawn from a large range of disciplines: Psychology, Engineering, Geography, Anthropology and Urban Planning. They also reflect on how perils are represented in multiple cultures: the United States, Japan, Turkey, Bangladesh, the United Kingdom and New Zealand. The book therefore not only brings to light the ways that different cultures represent natural hazards but also the different ways in which various disciplines write about living with perils in the 21st century. The book is addressed both to researchers and to organizations involved with risk management and risk mitigation.
Author: D. Huntley Publisher: IWA Publishing ISBN: 1900222108 Category : Science Languages : en Pages : 299
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The UK Land-Ocean Interaction Study (LOIS) provided a major opportunity to measure and model the processes controlling the fluxes of materials between river basins and coastal seas. The main programme of research took place between 1992 and 1998, funded by the UK Natural Environment Research Council, and involved approximately 360 coastal researchers contributing to more than 70 collaborative projects. This book presents accessible summaries of key results of this research. The ten chapters of the book are written by leading contributors to the programme, and cover aspects of the physical, sedimentological, chemical and biological processes controlling fluxes between river catchments and coastal seas in temporate environments. Major overarching themes for all of the chapters include the persistence, storage, degradation and transport of pollutants from catchment to coastal sea, and an emphasis on the relevance of research for river and coastal water quality management. The chapters also describe a number of important technological advances in the measurement of processes and longer term monitoring of the fluvial, estuarine and coastal environments. Approaches to monitoring were also transferred between disciplines, in many cases for the first time. The rivers and coastal programme of LOIS was unique in its scale and inter-disciplinarity and its results are of lasting value. This book provides a useful and important summary of many of its results and an effective introduction to the research for those who want to delve more deeply into the data and published papers. It will be of interest to scientists, environmental managers and scientific policy makers. Contents Background and Context of the Programme River and Estuary Management Issues in the Humber Catchment Suspended Sediment Fluxes from River Basins River Chemistry Modelling of Large-Scale River Basins Tidal Reaches Estuarine Sediments The Intertidal Zone The Holderness Coast Estuarine Chemistry
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CE TRAVAIL S'INSCRIT DANS LE CADRE DE LA MODELISATION DES ECOULEMENTS TURBULENTS COMPRESSIBLES ET INSTATIONNAIRES, EN PRESENCE DE FORTS GRADIENTS DE DENSITE, RENCONTRES DANS LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL. LE COMPORTEMENT EXTREMEMENT INSTATIONNAIRE DES ECOULEMENTS ABORDES REMET EN QUESTION L'HYPOTHESE SOUS-JACENTE D'EQUILIBRE SPECTRAL SUR LAQUELLE REPOSENT LA PLUPART DES MODELES DE FERMETURE EN UN POINT. C'EST POURQUOI NOUS AVONS ETE AMENES A DEVELOPPER UN MODELE STATISTIQUE MULTIECHELLE DE TURBULENCE. CE MODELE A DEUX ZONES SPECTRALES, A ETE ETABLI DANS LE FORMALISME DES MOYENNES DE FAVRE. LES EQUATIONS D'EVOLUTION DES ENERGIES CINETIQUES TURBULENTES DE CHAQUE ZONE SPECTRALE SONT DERIVEES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES ET FILTREES. UNE EQUATION POUR LE FLUX SPECTRAL, ALIMENTANT LES PETITES ECHELLES, ET UNE AUTRE POUR LE TAUX DE DISSIPATION DE LA TURBULENCE SONT EGALEMENT DEVELOPPEES. UNE METHODE ORIGINALE DE DETERMINATION DES CONSTANTES PHENOMENOLOGIQUES, UTILISANT LES PROPRIETES SPECTRALES DE LA MODELISATION, EST PRESENTEE. ELLE EST BASEE SUR LE MODELE ANALYTIQUE DE CANUTO-GOLDMAN QUI RELIE LE TAUX DE CROISSANCE LINEAIRE DES INSTABILITES HYDRODYNAMIQUES AUX SPECTRES DES TURBULENCES QU'ELLES ENGENDRENT. L'APPLICATION DU MODELE MULTIECHELLE A LA PREVISION DES ECOULEMENTS TURBULENTS CONSECUTIFS AUX INSTABILITES DE RICHTMYER-MESHKOV ET DE RAYLEIGH-TAYLOR AINSI QU'AU PROBLEME DE L'INTERACTION ONDE DE CHOC / TURBULENCE A SOULIGNE LES AVANTAGES DE L'APPROCHE MULTIECHELLE. EN PARTICULIER, IL EST MONTRE QUE LA PRISE EN COMPTE DU DESEQUILIBRE SPECTRAL AMELIORE LA DESCRIPTION DE LA RELAXATION DE LA TURBULENCE ET INFLUENCE LE DEVELOPPEMENT DU MELANGE TURBULENT. UN MODELE MULTIECHELLE AUX TENSIONS DE REYNOLDS A EGALEMENT ETE ETABLI. SON APPLICATION A L'ETUDE DE L'INTERACTION ONDE DE CHOC / TURBULENCE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'AMELIORATION, APPORTEE PAR LA PRISE EN COMPTE DU DESEQUILIBRE SPECTRAL, A LA PREVISION DU RETOUR A L'ISOTROPIE DE LA TURBULENCE.
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L'océan est turbulent et donc il est important de modéliser la turbulence océanique afin de mieux pouvoir en analyser les effets. Dans cette thèse, on étudie tant d'un point de vue théorique que numérique des modèles de turbulence pour des applications océanographiques. Dans une première partie, on présente un bref état de l'art sur les modèles de turbulence URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes) et LES (Large Eddy Simulation). La deuxième partie concerne les modèles URANS. On présente un nouveau modèle pour lequel on montre l'existence et l'unicité d'une solution dans le cas stationnaire. On montre que ce modèle est utilisable pour étudier la turbulence induite par le vent de surface en présence de convection, ce qui n'est pas le cas des modèles de Pacanowski-Philander et de Gent. Dans une troisième partie, on étudie un modèle LES. On adapte le modèle "Leray-déconvolution" à des conditions aux limites de type océan/atmosphère. Pour cela, on introduit une équation continue de déconvolution dont la solution est utilisée comme vitesse advective dans le modèle "Leray-deconvolution", ce qui nous amène à considérer un nouveau modèle LES, le modèle de déconvolution. On montre notamment que la solution du modèle de déconvolution converge vers une solution faible dissipative des équations de Navier-Stokes. On valide numériquement le modèle déconvolution en 2D grâce à des résultats DNS (Direct Numerical Simulation) dans des cas avec et sans bathymétrie.
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La turbulence tridimensionnelle se caractérise par sa capacité à transférer de l'énergie des grandes vers les petites échelles où elle est finalement dissipée. Lorsqu'elle se produit dans un plasma non-collisionnel comme le vent solaire, une modélisation cinétique semble a priori nécessaire. Toutefois, la complexité d'une telle approche limite les développements théoriques et condamne les expériences numériques à se restreindre à des nombres de Reynolds peu élevés. Dans quelles mesures un modèle mono-fluide comme la MHD Hall permet-il de rendre compte des phénomènes observés dans le vent solaire aux échelles sub-ioniques ? C'est la problématique à laquelle s'est attaquée cette thèse. L'idée directrice de ce travail est de tirer profit de la relative simplicité des modèles fluides et de la puissance algorithmique des méthodes pseudo-spectrales pour aborder la turbulence du vent solaire par des simulations numériques directes tridimensionnelles massivement parallèles à grands nombres de Reynolds. Ces simulations numériques ont permis de mettre en évidence l'existence d'une brisure spontanée de symétrie chirale en turbulence MHD Hall incompressible, ainsi que l'existence d'un nouveau régime appelé ion MHD (IMHD). Un modèle phénoménologique a été proposé pour rendre compte de ces résultats et de nouvelles prédictions ont été faites, puis confirmées numériquement. Enfin, l'étude de l'effet d'un fort champ magnétique uniforme sur la dynamique turbulente a permis de confirmer pour la première fois une ancienne conjecture. L'inertie des électrons a ensuite été prise en compte toujours dans un modèle fluide. Par une approche hydrodynamique classique, une loi universelle a été obtenue pour les fonctions de structure d'ordre trois. L'ensemble de ces résultats est qualitativement en accord avec les mesures in situ du vent solaire et remet en cause le paradigme selon lequel les raidissements successifs du spectre des fluctuations magnétiques sont provoqués nécessairement par des phénomènes d'origine cinétique. De manière plus générale, cette thèse soulève des questions fondamentales sur les processus non-collisionnels de dissipation dans les plasmas turbulents.
Author: Philippe Maurel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 169
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DANS LA COUCHE MELANGEE DE SUFACE, LES INTERACTIONS QUI SE DEVELOPPENT SOUS LES VAGUES DE VENT ENTRE LES VAGUES, LES COURANTS ET LA TURBULENCE SONT A L'ORIGINE DU CHAMP TRIDIMENSIONNEL DU MOUVEMENT MOYEN (CIRCULATIONS DE LANGMUIR) ET DE NIVEAUX DE TURBULENCE ELEVES. UNE ANALYSE ORIGINALE DES DONNEES EXPERIMENTALES DE LABORATOIRE (ET DE CAMPAGNES DE TERRAIN), A PARTIR D'ECHELLES DE REFERENCES PERTINENTES BATIES SUR LES MECANISMES D'INTERACTIONS MIS EN AVANT PAR CRAIK & LEIBOVICH, PERMET DE DEGAGER LES TRAITS CARACTERISTIQUES DE CET ECOULEMENT : LES NIVEAUX D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE ET DE TAUX DE DISSIPATION A L'INTERFACE SONT DIRECTEMENT CONTROLES PAR LES PARAMETRES DE VAGUES (EFFET DU DEFERLEMENT) ET LA DISTRIBUTION VERTICALE DE CES GRANDEURS TURBULENTES EST MODIFIEE PAR LA PRESENCE D'ECOULEMENTS SECONDAIRES. UN MODELE, BASE SUR LES TERMES SOURCES GENERATEURS DE VORTICITE QUI RELIENT LE COURANT DE STOKES DE LA VAGUE GRADIENTS DE VITESSE MOYENNE LONGITUDINALE ET SUR UNE FERMETURE DE LA TURBULENCE AU PREMIER ORDRE, A ETE MIS EN OEUVRE. IL APPARAIT A PARTIR D'UNE ETUDE DE SENSIBILITE DE CE MODELE AUX NOMBRES ADIMENSIONNELS QUI LE COMPOSENT, QUE LE FETCH FAVORISE L'INTENSIFICATION DES CIRCULATIONS DE LANGMUIR. LA CONFRONTATION DU MODELE SUR LES DONNEES EXPERIMENTALES MET L'ACCENT SUR LA DIFFICULTE A ANALYSER LE COMPORTEMENT DES MESURES QUAND ON N'A PAS D'INDICATIONS SUR LES VITESSES VERTICALES : CETTE ABSENCE D'INFORMATIONS POURAIT ETRE A L'ORIGINE DES DIFFICULTES RENCONTREES PAR LES GENS DE TERRAIN POUR TROUVER DES ECHELLES EXPLICATIVES DES TAUX DE DISSIPATIONS OBSERVES. ON DISPOSE AINSI D'UN MODELE DE PREDETERMINATION DE L'ECOULEMENT SOUS LES VAGUES DE VENT SI LES CARACTERISTIQUES DES VAGUES ET DU VENT SONT CONNUES.
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LES FLUCTUATIONS DU VENT SONT UN DES MECANISMES POUVANT GENERER LA VARIABILITE OCEANIQUE D'ECHELLE MOYENNE, OBSERVEE NOTAMMENT DANS L'ATLANTIUQE NORD-EST. LA REPONSE DE L'OCEAN EST CALCULEE PAR UN MODELE NUMERIQUE SPECTRAL, QUI RESOUT LES EQUATIONS QUASI-GEOSTROPHIQUES DANS LE CAS NON LINEAIRE ET STRATIFIE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS DECRIVONS LA TURBULENCE D'ECHELLE MOYENNE GENEREE PAR LES FLUCTUATIONS DU VENT DANS UN OCEAN A FOND PLAT. L'ENERGIE DE LA REPONSE SE PARTAGE ENTRE UN REGIME LINEAIRE CONSTITUE D'ONDES DE ROSSBY BAROTROPES A GRANDE ECHELLE, ET UN REGIME NON LINEAIRE. NOUS ETUDIONS LA SENSIBILITE DE LA REPONSE A TOUS LES PARAMETRES PHYSIQUES (ECHELLE ET ENERGIE DU VENT, FROTTEMENT, ROTATION DE LA TERRE,STRATIFICATION). NOS RESULATS MONTRENT QUE LE PARAMETRE CLE EST LE RAPPORT DE LA PLUS GRANDE ECHELLE FORCEE AU RAYON DE ROSSBY. DANS UNE SECONDE PARTIE, NOUS ETUDIONS LM'INFLUENCE D'UNE TOPOGRAPHIE ALEATOIRE DE FAIBLE HAUTEUR SUR LA DYNAMIQUE DES TOURBILLONS FORCES PAR LE VENT. LA GENERATION DE COURANTS MOYENS CORRELES A LA TOPOGRAPHIE EST MISE EN EVIDENCE, AINSI QU'UNE DIMINUTION IMPORTANTE DES ECHELLES SPATIALES AU FOND. ENFIN, NOUS MONTRONS QUE LA PRESENCE DE TOPOGRAPHIE INDUIT UNE INTENSIFICATION AU FOND DANS LE CAS DE LA TURBULENCE LIBRE, ET PAR CONTRE UNE PLUS GRANDE INTENSIFICATION EN SURFACE DANS LE CAS DE LA TURBULENCE FORCEE. LA REPONSE DE NOTRE MODELE, SURTOUT EN PRESENCE DE TOPOGRAPHIE, PRESENTE DES CARACTERISTIQUES PROCHES DE LA VARIABILITE OBSERVEE DANS L'ATLANTIQUE NORD-EST, CE QUI CONFIRME L'IMPORTANCE DES FLUCTUATIONS DU VENT POUR LA GENERATION DE CETTE VARIABILITE
Author: Gary Mocke
Author: Gary Mocke
Author: R. N. Bray
Author: John Bridge
Author: Helene Joffe
Author: D. Huntley
Author: Olivier Grégoire
Author: Anne-Claire Bennis
Author: Romain Meyrand
Author: Philippe Maurel
Author: Anne-Marie Treguier