Simulation de fluide basée sur la méthode hydrodynamique des particules lissées

Abstract

La simulation des fluides basée sur la résolution d’un modèle physique a suscité énormément d’engouement dans les deux dernières décennies pour ses applications dans l’industrie, notamment dans l’univers des films ou des jeux vidéos, mais aussi en ingénierie aérospatiale ou dans les sciences fondamentales. Celles-ci demandent davantage de réalisme et de précision dans les phénomènes simulés et, bien que de nos jours, certaines méthodes sacrifient de la précision pour gagner en stabilité et en vitesse de simulation, certains phénomènes ne peuvent pas être simulés si l’implémentation du modèle physique n’est pas suffisamment fidèle, c’est le cas par exemple de la lévitation d’une balle sous un souffleur d’air. À partir de la méthode Hydrodynamique des Particules Lissées Sans Divergence (HPLSD, Divergence-Free Smoothed Particle Hydrodynamics) basée sur une approche lagrangienne, ce mémoire a pour objectif de présenter une méthode respectant davantage le modèle physique afin de simuler les phénomènes aérodynamiques complexes tout en permettant de garder la précision et la vitesse de simulation des simulateurs modernes. Notre apport consiste à introduire une nouvelle force de pénalité basée sur l’effet de Coanda corrigeant les erreurs induites par les suppositions de HPLSD ne respectant pas la contrainte de divergence zéro appartenant à la forme incompressible des équations de Navier-Stokes.