Modélisation tridimensionnelle d'impacts hydrodynamiques pour l'´étude du tossage des bulbes d'´étrave

The present work deals with the modelling of water impacts in order to determine the hydrodynamic loads occurring during bulbous bow slamming. A three-dimensional model of water impact based on the Wagner theory has been developed. Such an approach is attractive, as it is accurate for blunt bodies and requires low computational resources. A new numerical method is proposed to solve the three-dimensional Wagner problem by using the displacement potential approach and the Boundary Element Method. The hydrodynamic pressure is determined with the modified Logvinovich model. The proposed approach has been used to study several three-dimensional bodies. In addition, experimental tests have been carried out by using a hydraulic shock machine and CFD investigations have been made using a Finite Element software. A very good agreement between the three approaches has been observed. Furthermore, the efficiency of the proposed approach highlights the possibility of using it as a practical tool for preliminary design or optimization.L'objectif de ces travaux est de déterminer les chargements hydrodynamiques agissant lors du tossage de structures navales. La connaissance de ces chargements est par exemple importante pour le dimensionnement de bulbes d'étrave en composites abritant un sonar. Nous nous sommes orientés vers le développement d'un modèle d'impact hydrodynamique tridimensionnel basé sur la théorie de Wagner. Cette approche constitue un compromis intéressant entre précision des résultats, facilité de mise en oeuvre et temps de calcul. Dans le modèle proposé, le problème de Wagner tridimensionnel est formulé en termes de potentiel des déplacements. Une méthode numérique originale est proposée pour déterminer la ligne de contact de façon approchée. La pression est ensuite calculée en utilisant le modèle de Logvinovich modifié. L'ensemble de l'approche proposée a été appliquée à différentes formes tridimensionnelles. Ces résultats ont été comparés à des résultats d'essais d'impacts hydrodynamiques à vitesse constante réalisés à l'aide d'une machine de choc hydraulique. De plus, des résultats issus de simulations par éléments finis d'impacts hydrodynamiques ont été réalisées. L'ensemble des résultats présentés démontre les capacités prédictives de l'approche proposée ainsi que ses avantages pour une utilisation en bureau d'étude