EXEMPLES D'UTILISATION


I. Cas test fournis par REF/DIF 1

II. Exemple de la baie

III. Exemple du Bassin d'Arcachon


I. Cas test fournis par REF/DIF 1

Les cas test fournis par REF/DIF 1 sont en fait générés par datgenv25.f. L'exécution de datgen permet de choisir le cas test étudié, de définir l'amplitude des différents éléments bathymétriques, de déterminer les caractéristiques de la houle et de générer les fichiers associés à chaque cas: refdat.dat, indat.dat.

Ce cas test intitulé "Waves around an Artificial Island", est en fait la simulation de la propagation de la houle autour d'une ile circulaire en partie émergée. Cette ile dont la base à 400 ft. de rayon et 80 ft de haut (à cette altitude le rayon est de 160 ft.) La profondeur d'eau autour de l'ile est de 60 ft.

La hauteur de la houle incidente (cote d'une crête de houle - cote d'un creux de houle) est de 28 ft. La période de la houle est de 10s.

Le maillage utilisé est un maillage 100*100. Nous avons pris les mêmes paramètres que dans leur documentation: modèle linéaire, pas de courant, conditions aux limites fermées, houle avec une seule composante, demi-amplitude de la houle de 14 ft, période 10 s., incidence au large 0, ...

Pour les iso-amplitudes nous obtenons les résultats suivants:

Sur ce graphe, on note que la hauteur de la houle chute très rapidement près du rivage de l'ile. Le déferlement doit être responsable de cette diminution de la hauteur de houle. Par contre autour de l'ile, la réfraction est le phénomène prédominant. Derrière l'ile, elle est combinée à de la diffraction.

 

On constate bien sur ces deux graphes présentant da direction de propagation de la houle en chaque point que la houle à tendance à converger sur l'ile (la direction de propagation de la houle devient orthogonale aux lignes bathymétriques(convergence comme sur un cap)) jusqu'à la moitié de l'ile. Derrière l'ile si la réfraction était seule, il y aurait une zone sans houle puis à nouveau une houle provenant de la divergence des rayons de houle (analogie avec une baie). Derrière l'ile la diffraction intervient aussi générant des tourbillons et une zone fortement turbulente. On peut noter aussi que la présence de l'ile influence la houle même loin de l'ile.

Nous avons donc bien retrouvé les résultats de ce cas test. De plus ceux-ci s'expliquent bien physiquement par la réfraction, la diffraction et le déferlement.

I.2. Etude de l'impact de la houle sur un haut fond

Un cas test d'impact d'une houle extremement faible (4cm d'amplitude) sur un haut fond près d'une plage est fourni avec Refdif. La période de la houle est de 1s. Le maillage est de 100 sur 100 et la bathymétrie est la suivante :

Les deux figures suivantes montrent la direction de propagation de la houle en chaque point du maillage :


II. Exemple de la baie semi-circulaire







1.Présentation du problème

L'exemple présenté ici concerne une baie semi-circulaire de 250m de rayon, avec un fond de pente régulière de 3% et une profondeur maximale de 7.5m au large.

Le maillage est un maillage structuré régulier. Les mailles sont de mêmes dimensions selon x et y (5x5m). Il y a 110 noeuds selon x et 180 selon y.

Un programme fortran génère le fichier refdat.dat qui contient les valeurs de bathymétrie en chaque noeud du maillage.



Influence du déferlement : Refdif ne permet pas de visualiser la limite de la zone de déferlement. Cependant, Refdif active le modèle de dissipation par déferlement dès que H/h>0.78 (amplitude/profondeur>0.78). Aussi, nous avons changé cette valeur critique de 0.78 de façon à ce que ce modèle ne soit jamais activé (100 par exemple). Il s'est avéré que l'amplitude s'en est touvé inchangée même pour des valeurs importantes de l'amplitude de houle incidente. De plus si on trace la ligne H/h=0.78 (ligne qui pourrait déterminerle le début de la zone où la houle déferle), on peut constater qu'elle reste en dehors du domaine sauf pour une houle de grande amplitude (20m).

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III. Exemple du Bassin d'Arcachon

Nous avons commencé lors de ce BES nouveau code à mailler le Bassin d'Arcachon et à simuler l'évolution de la houle à l'approche du Cap Ferret, des passes, et la dune du Pyla. Comme bathymétrie nous avons utilisée celle définie lors du BEI SE. Nous avons fait un maillage régulier grossier 29*23 (soit un point tous les 625m.) Ceci nous apermis d'obtenir la bathymétrie suivante.

La profondeur au large est de 50m., après 15 mailles elle est de l'ordre de 25m., la ligne violette correspond à une profondeur de 10m. Les lignes jaunes correspondent à des zones émergées.

La visualisation des résultats sous Matlab nous a permis d'obtenir les iso-amplitudes. On constate que comme on pouvait s'y attendre les iso-amplitudes se resserrent sur les caps et s'écartent dans les baies. On observe à l'approche du rivage où des passes qui sont en fait des hauts fonds une chute rapide des hauteurs de vague due au déferlement. Ces lignes de déferlement suivent bien la bathymétrie, cela semble donc correct. Enfin, on note légèrement après l'entrée des 2 passes, une augmentation de la hauteur de houle certainement liée à l'interaction des vagues entre elles dans les passes.

Nous avons aussi visualisé les direction de propagation de la houle en tous les points. Sur les différents graphes, on retrouve bien les phénomènes de convergence à l'approche d'un cap et de divergence dans une baie. Ceci nous laisse á penser que le phénomène dominant dans le cas du Bassin d'Arcachon est la réfraction. Ceci nous permet de comparer ces résultats avec ceux de RIVES. La correspondance entre les 2 est assez bonne.

     

Vue d'ensemble du Bassin                                                                                                    Vue à l'approche d'une passe

Vue d'une baie et d'un cap

On constate aussi que la houle ne franchit pas les passes. Ceci est observable dans la réalité, puisque dans le Bassin, il ne reste qu'une houle résiduelle qui est un clapotis.

Sur cette simulation avec un maillage trop grossier, il apparait donc par comparaison avec RIVES et les tracés manuels que la tendance des résultats est bonne. La propagation de la houle est déjà correcte. L'obtention de résultats plus précis sera faite dans le cadre du BEI SE avec un maillage beaucoup plus fin.

Cette simulation dans le Bassin d'Arcachon est donc valable. Les résultats obtenus sont corrects mais à affiner.

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