6 - Modèle de calcul

publié le 20 juillet 2011 (modifié le 21 juillet 2011)

De même que le modèle de propriétés, le modèle de calcul pourra être indépendant du projet

Une fois ce modèle créé, il pourra être sauvegardé sur un fichier .cal.

Le modèle de calcul rassemble toutes les informations concernant le cas de calcul à réaliser. Il s’agit des paramètres de calcul (hauteur de mer, période de houle, etc.) ainsi que des angles d’incidence/transmission de la houle calculés de manière automatique ou imposés manuellement par l’utilisateur.

6.1 Paramètres du calcul

Vous y accédez par le menu Calcul→Paramètres du calcul… Une boite de dialogue s’ouvre alors. Choisissez le panneau de paramètres que vous voulez modifier grâce à la table d’onglets.

6.1.1 Paramètres généraux

Hauteur de mer

Valeur quelconque positive. Cette valeur influe sur le maillage par longueur d’onde.

Traitement des frontières ouvertes

Le type de la frontière ouverte en entrée indique la manière dont sera intégrée la houle incidente. Si les frontières ouvertes sont traitées par formulation analytique, un ordre de troncature maxi est demandé.

6.1.2 Houle

Il est possible dans Fudaa‑Refonde de faire un calcul en houle régulière ou en houle aléatoire. Pour effectuer un calcul en houle aléatoire, plusieurs calculs en houle régulière sont réalisés correspondant chacun à une direction et une période donnée, puis ces cas de calculs réguliers sont recombinés pour produire un résultat de calcul de houle aléatoire.

En houle régulière, vous devez indiquer les paramètres suivants :

Période de houle

Doit être supérieure à 0.

Direction de la houle

Cet angle est donné en degrés, dans le sens horaire. Le 0 correspond à une Houle de nord. Si cet angle est modifié, Fudaa‑Refonde vous propose de recalculer les angles d’incidence sur les contours.

Important :

Cet anglesert à calculer les angles de houle incidents sur toutes les frontières internes et externes. Une fois calculés, les angles d’incidence sont donnés en degrés, dans le sens horaire, le 0 correspondant à une houle de Nord.

En houle aléatoire, vous devez indiquer les paramètres suivants :

Nombre de périodes de houle

Ce nombre doit être compris entre 1 et 20.

Période min. de la houle

Cette valeur doit être supérieure à 0.

Période max. de la houle

Cette valeur doit être supérieure à 0, et supérieure à la période min. Si le nombre de périodes est égal à 1, ce champ n’apparaît pas.

Nombre de directions de la houle

Ce nombre doit être compris entre 1 et 20.

Direction min. de la houle

Cet angle est donné en degrés, dans le sens horaire. Le 0 correspond à une Houle de nord.

Direction max. de la houle

Cet angle est donné en degrés, dans le sens horaire. Le 0 correspond à une Houle de nord.

Période de pic

Doit être comprise entre la période min. et la période max. Si le nombre de périodes est égal à 1, la période de pic doit être égale à la période.

Facteur de rehaussement du pic

Sa valeur est comprise entre 1 et 7

Direction principale de la houle

Cet angle est donné en degrés, dans le sens horaire. Le 0 correspond à une Houle de Nord. Il doit être compris entre l’angle min. et l’angle max., dans le sens horaire. Si le nombre de directions est égal à 1, l’angle principal doit être égal à la direction.

Important :

Cet angle sert à calculer les angles de houle incidents sur toutes les frontières internes et externes. Une fois calculés, les angles d’incidence sont donnés en degrés, dans le sens horaire, le 0 correspondant à une houle de Nord.

Répartition angulaire

La valeur du paramètre de répartition angulaire doit être comprise entre 1 et 100.

6.1.3 Déferlement

Vous pouvez introduire le déferlement en houle régulière ou en houle aléatoire. Cependant, en houle aléatoire, vous ne pouvez pas introduire un déferlement en houle avec terme dissipatif. Si vous avez choisi d’exécuter un calcul en houle aléatoire, le bouton terme dissipatif ne sera pas actif.

6.2 Angles d’incidence

L’initialisation des angles d’incidence est fastidieuse pour l’utilisateur, qui doit déterminer les points de diffraction depuis la frontière ouverte jusqu’au fond du port, et ainsi définir les segments sur lesquels la houle est diffractée. Si cette initialisation n’est pas faite correctement, REFONDE peu donner des résultats très approximatifs.

C’est pourquoi il est possible dans cette version de Fudaa‑Refonde, de calculer les angles de manière automatique grâce à l’angle de houle incidente initiale, et de les modifier éventuellement à la demande de l’utilisateur, qui jugera des corrections à apporter à ce calcul initial.

Les angles d’incidence calculés ou imposés manuellement sont de 3 types :

  • Absolu  : utilisé principalement sur les frontières ouvertes en entrée, il indique que l’angle est constant sur tout le segment de contour. Il est donné en degrés dans le sens horaire, un angle de valeur 0 correspondant à une houle de Nord. Il est représenté par une flèche simple.
  • Relatif  : utilisé sur les frontières internes et les bords ouverts en sorties, il indique que l’angle est constant sur tout le segment de contour dans le repère de la normale à la frontière. Il est donné en degrés dans le sens trigonométrique, avec un angle de valeur 0 correspondant à une houle normale à la frontière. Il est représenté par une flèche liée au segment.
  • Diffracté  : l’angle est diffracté depuis un point sur tout le segment de frontière. Cet angle est celui défini principalement sur toutes les frontières semi-réfléchissantes après calcul automatique. Il est représenté par une flèche avec 2 arcs de cercle.

6.2.1 Calcul automatique des angles d’incidence

Vous accédez au calcul des angles d’incidence depuis le menu Calcul→Calculer les angles d’incidence. Le calcul est effectué en tenant compte des contraintes suivantes :

  • il ne doit exister qu’une seule frontière ouverte en entrée. Dans le cas contraire, Fudaa‑Refonde ne prend en compte qu’une seule des frontières ouvertes en entrée choisie par lui-même, en considérant les autres comme étant fermées.
  • les frontières ouvertes en sortie sont traitées de la même manière que les frontières semi-réfléchissante.
  • la direction de la houle incidente doit être imposée de telle sorte que la houle entre effectivement dans le domaine par la frontière ouverte en entrée.

Les frontières internes sont ignorées lors du calcul automatique, l’angle d’incidence sur ces frontières étant initialisé par la suite comme étant normal à la frontière (angle relatif de valeur 0).

Remarque

  • Si la frontière externe est totalement ouverte, un seul angle de type absolu est affiché sur le contour, correspondant à l’angle d’incidence donné par l’utilisateur.
  • Si la frontière externe est totalement fermée, un seul angle d’incidence de type relatif est affiché sur le contour, d’angle 0 (normal à la frontière). Ceci est destiné à ne pas perturber le fonctionnement de Fudaa‑Refonde, bien que ce cas n’ait pas d’intérêt à être calculé.

Lors de la création d’un nouveau projet, les angles d’incidence sont calculés avec une frontière externe semi-réfléchissante.

6.2.1.1 Méthodologie de détermination des angles d’incidence

Les paragraphes suivants sont destinés à expliquer la façon dont le calcul automatique est réalisé. Ils sont là uniquement à titre d’information.

La méthodologie de détermination des angles d’incidence est la suivante :

1 - A partir d’un point de diffraction appelé Pdn éclairant potentiellement un segment de bord P1n®P2n, le logiciel recherche un point de diffraction d’appellation Pdn+1 inclus sur ce segment.

2 - Si ce segment P1n®P2n ne contient pas de point de diffraction, il est totalement déterminé comme étant éclairé par le point Pdn. L’algorithme continue alors avec le segment P2n®P2n-1 potentiellement éclairé par le point de diffraction Pdn-1.

Si ce segment P1n®P2n contient un point de diffraction Pdn+1, le processus est recommencé à l’étape 1. avec les points P1n+1®P2n+1

Cette méthodologie est récursive et se termine lorsque le segment P10 à P20 est totalement défini, P10 et P20 étant les deux extrémités de la frontière ouverte en entrée.

6.2.1.2 Détermination d’un point de diffraction

La détermination d’un point Pdn+1 de diffraction sur un segment P1n®P2n potentiellement éclairé par un point de diffraction Pdn se fait de la manière suivante :

Pour chaque point du segment ordonné depuis P1n jusqu’à P2n, le logiciel détermine l’angle q défini par Pdn, le 2ieme point du segment, le point courant Pc. Si l’angle ainsi défini est inférieur à l’angle précédemment calculé, il y a présence d’une zone d’ombre. 2 cas se présentent :

Le cas est déterminé par le calcul du produit vectoriel Pc-1Pc-2^PcPc-1. Si le produit est positif, nous sommes en présence du cas 2. S’il est négatif, nous sommes en présence du cas 1.

Cas 1

Le point de diffraction est le point définissant qmax. C’est le point Pc-1, point immédiatement précédent le point sur lequel l’angle q a diminué.

Cas 2

Le point de diffraction est le point qui suit Pc-1 pour lequel l’angle q est le plus faible (qmin). Le logiciel itère donc jusqu’à P2n pour trouver ce point.

6.2.2 Définition manuelle des angles d’incidence

Après calcul automatique des angles (ou même sans avoir effectué cette opération préalable), il est possible de modifier manuellement les angles. Ceci en modifiant ceux existants, ou en en créant de nouveaux.

6.2.2.1 Création d’un nouvel angle

Choisissez la commande Calcul→Nouvel angle d’incidence. Vous devez alors cliquer 2 fois sur un même contour frontière, les deux points saisis définissant un nouveau segment sur lequel l’angle va s’appliquer. Une boite de dialogue Définition de l’angle apparaît, permettant de spécifier la manière dont l’angle est défini sur ce segment de contour.

Remarque

Le segment est défini du 1er point saisi au 2ième suivant un sens de parcours trigonométrique pour le contour extérieur, suivant un sens horaire pour les contours internes.

6.3 Modification des angles d’incidence ou de transmission

Vous pouvez modifier un ou un groupe d’angles d’incidence ou de transmission.

Pour cela, sélectionnez tout d’abord le calque Angles d’incidence ou le calque Angles de transmission. Sélectionnez ensuite les angles par l’outil de sélection standard. La commande Calcul→Modifier les angles d’incidence/transmission de la barre de menus devrait apparaître non grisée. Si ce n’est pas le cas, vous n’avez sans doute pas sélectionné d’angle. Cliquez sur ce bouton. La boite de dialogue Définition de l’angle apparaît, permettant de spécifier la manière dont l’angle est défini sur ce segment de contour.

Remarque

La boite de dialogue Définition de l’angle qui apparaît est contextuelle : si vous sélectionnez des angles sur lesquels les types sont différents ou les angles imposées différemment, certains champs peuvent apparaître grisés ou vides, indiquant une mixité des informations. Ceci est valable dans Fudaa‑Refonde pour toutes les boites de dialogue se rapportant à des informations sur plusieurs objets.

6.4 Modification des angles supplémentaires associés

Vous pouvez modifier un ou un groupe d’angles supplémentaires associés aux angles d’incidence.

Pour cela, sélectionnez tout d’abord le calque Angles d’incidence. Sélectionnez ensuite les angles par l’outil de sélection standard. La commande Calcul→Modifier les angles supplémentaires associés de la barre de menus devrait apparaître non grisée. Si ce n’est pas le cas, vous n’avez sans doute pas sélectionné d’angle. Cliquez sur ce bouton. La boite de dialogue Définition de l’angle supplémentaire apparaît, permettant de spécifier la manière dont l’angle est défini sur ce segment de contour.

Remarque

La boite de dialogue Définition de l’angle supplémentaire qui apparaît est contextuelle : si vous sélectionnez des angles sur lesquels les types sont différents ou les angles imposées différemment, certains champs peuvent apparaître grisés ou vides, indiquant une mixité des informations.