Des recherches numériques pour la conception de navires modernes
Parmi les défis qui pèsent toujours sur la conception des navires modernes figurent les temps de calcul très longs nécessaires pour la simulation numérique des écoulements autour de la coque de véritables navires. Ce n'est que récemment que les prévisions d'écoulements visqueux pour des nombres de Reynolds à l'échelle du modèle ont été rendues possibles grâce à des capacités accrues de calcul en parallèle. Le projet européen EFFORT a contribué de manière significative à l'affinement et à la validation des outils de dynamique des fluides computationnelle (CFD) pour la simulation de l'écoulement autour de véritables navires. Avec en point de mire l'applicabilité de méthodes de type RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) à des calculs des écoulements visqueux, des partenaires du projet en provenance de Pologne ont effectué des mesures de différents paramètres d'écoulement et collecté les données existantes. Les effets d'échelle et les différences au niveau de la précision des codes CFD disponibles ont ainsi été évalués afin d'accroître la fiabilité de leurs capacités de prévision. À cette fin, les tests de modèles réalisés au sein du centre de recherche et de conception de navires ont été complétés par des mesures d'écoulement grandeur nature autour de navires existants. Comme les mesures de vélocité devaient étudier le sillage de la coque, les chercheurs ont déployé une technique de vélocimétrie 3D par images de particules n'interférant pas avec la structure du champ, en plus d'une vélocimétrie laser à effet doppler. De même, ils ont évalué les performances de résistance et de propulsion, deux critères essentiels pour la conception de la coque, à l'aide de tests traditionnels d'autopropulsion et du sillage nominal. Des données expérimentales provenant de plusieurs navires et recueillies dans le bassin d'essais des carènes de Hambourg, de même que des mesures d'écoulement des modèles correspondants, ont été intégrées dans la base de données mise à la disposition de tous les partenaires du projet. Des comparaisons entre les résultats mesurés et simulés pour l'ensemble de ces études de cas permettront d'obtenir pour la première fois une indication claire des capacités de prévision des méthodes RANS utilisées pour des simulations pratiques.