Mesure de pression sur un ouvrage

Ce tutoriel est destiné à la mesure de pression en un ou plusieurs points.

Description de la situation

On se place dans la même géométrie que pour le tutoriel de houle irrégulière. A cette géométrie, nous allons ajouter un obstacle rectangulaire, comme affiché sur la figure suivante.

Géométrie

Vous pouvez directement exécuter les scripts Allrun.case.turbulent ou Allrun.case.laminaire, qui comprennent la suite de commandes à exécuter pour lancer la simulation:

#!/bin/bash

# Lancer le maillage
Allmesh -c

# Générer l'obstacle
runApplication topoSet
runApplication subsetMesh c0 -patch obstacle -overwrite

# Générer la houle irrégulière
genHouleIrreguliere

# Charger le fichier de turbulence
cp constant/turbulenceProperties.turbulent constant/turbulenceProperties

# Lancer le calcul. L'option -s lance setFields
Allrun -s &

# Attendre 5 secondes avant de lancer le monitoring
sleep 5

# Suivre la progression du calcul et lancer la commande
# de lecture de sondes lorsque le calcul est terminé
AllpostProcess lireSondes.py lirePoints.py

traceSondes.py point1.csv
traceSondes.py line_probes.csv

Maillage

Le maillage est le même que pour le tutoriel de houle irrégulière. La seule différence est l’ajout d’une condition limite vide dans le fichier system/blockMeshDict

obstacle
{
    type wall;
    faces ();
}

C’est le patch qui va contenir les face de l’obstacle. Lancez blockMesh avec la commande:

$ blockMesh

Pour définir les contours de l’obstacle, nous allons utiliser l’outil topoSet, selon les paramètres indiqués dans system/topoSetDict

actions
(
    {
        name    c0;
        type    cellSet;
        action  new;
        source  boxToCell;
        sourceInfo
        {
            box (10 -99 -99) (15 99 1); // Edit box bounds as required
        }
    }

    {
        name c0;
        type cellSet;
        action invert;
    }
);

On y trouve deux sections:

  • La première section permet de définir les contours du rectangle qui fera office d’obstacle. Pour cela, on va créer un objet cellSet, que l’on nomme c0. Le mot-clé boxToCell nous permet de sélectionner une “boîte” dont les coordonnées sont donnés dans le sous-dictionnaire sourceInfo. Il ne faut indiquer que 2 points pour générer une boîte. Dans notre cas, notre boîte est de dimensions (5x198x100). Notez que certaines coordonnées sont très grandes ou très petites. En théorie, notre boîte n’est que de dimensions (5x1x1). Si l’on avait mis les coordonnées exactes avec les limites exactes de notre canal rectangulaire, il arrive parfois que l’outil ne sélectionne pas certains éléments du maillage à cause des erreurs de précision machine. Ainsi, si l’on veut sélectionner toute la largeur du canal par exemple, il est préférable d’indiquer des limites aberrantes telles que (-99,99) plutôt que les coordonnées exactes (-0.5,0.5).

  • La deuxième section vient inverser la sélection des mailles sélectionnées par notre boîte, et remplace cette nouvelle sélection.

Lancez l’outil topoSet avec la commande:

$ topoSet

Maintenant, nous avons ajouté une zone de type cellSet nommée c0, mais il ne s’est encore rien passé sur le maillage. Pour “découper” le maillage généré avec blockMesh, nous allons utiliser l’outil subsetMesh, avec la commande:

$ subsetMesh c0 -patch obstacle -overwrite

  • La première option à indiquer est la zone cellSet à découper dans le maillage.

  • L’option -patch <patch> permet d’ajouter les nouvelles faces crées à une condition limite. Dans notre cas, nous avons créé un rectangle, dont les faces sont des nouvelles conditions limites. Le patch obstacle contient maintenant les faces de la boîte créée.

  • L’option -overwrite permet d’écrire le nouveau maillage par dessus le précédent.

Vous pouvez visualiser votre nouveau maillage sur ParaView.

Génération de houle

La condition de houle est la même que pour le tutoriel de houle irrégulière.

Lancement de la simulation

Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser un modèle de turbulence. Pour cela, utilisez le script Allrun.case.turbulent ou lancez la commande:

mv constant/turbulenceProperties.komega constant/turbulenceProperties

En faisant cela, vous allez utiliser le modèle de turbulence \(k-\omega\) SST.

N’oubliez pas de copier le fichier 0.orig vers un nouveau dossier 0 et de lancer setFields, pour initialiser une hauteur d’eau de \(0.864\,m\):

cp -r 0.orig 0
setFields

En plus d’une sonde, nous avons rajouté un point de mesure de pression :

points
{
    type            sets;
    libs            ("libsampling.so");
    enabled         true; // Mettre à false pour désactiver les sondes

    // Contrôle d'écriture :
    //  - timeStep   : pas de temps
    //  - adjustable : temps (si pas de temps adaptatif)
    //  - runTime    : temps (si pas de temps constant)
    writeControl     timeStep;
    writeInterval    2;
    fixedLocations false;
    interpolationScheme cellPoint;
    setFormat       raw;
    sets
    (
        point1
        {
            type cloud;
            axis distance;
            points
            (
                (10 0 1)
            );
        }
    );
    fields
    (
        p
    );
}

Pour donner un point de mesure dans OpenFOAM, il faut d’abord donner un set de mesures, puis des sous-dictionnaires avec notre nuage de points de type cloud. Par exemple, le nom du set ci-dessus est points, et le nom du nuage de points est point1. Ainsi, si l’on veut spécifier plusieurs points, il y a deux façons de le faire: en ajoutant un set avec un autre cloud (par exemple, point2), ou alors ajouter un autre point dans la liste des points du cloud de point1. Dans le premier cas, les résultats pour points1 et points2 seront écrits dans deux fichiers différents. Dans le deuxième cas, les points seront écrits dans les même fichiers, ce qui facilite le traitement des données.

Note

Vous pouvez aussi rajouter un nouveau sous-dictionnaire sur le modèle du set points. Dans ce cas, les données seront écrites dans des dossiers différents.

Post-traitement

Un fois que la simulation est lancée, vous pouvez la surveiller avec le script AllpostProcess. En options, vous pouvez y ajouter des scripts que vous voulez exécuter. Dans notre cas, nous allons exécuter le fichier de lecture des mesures de pression avec lirePoints.py, ainsi que le fichier de lecture de mesures de sondes lireSondes.py. Puis nous afficherons les deux signaux générés

AllpostProcess lireSondes.py lirePoints.py
traceSondes.py point1.csv
traceSondes.py line_probes.csv