Modelisation non-lineaire de propagation de houle sur un fond variable tridimensionnel

Nonlinear wave propagation over a 3D variable bathymetry

¹ Ecole Centrale Nantes, LHEEA Lab., UMR CNRS 6598, Nantes, France
e-mail: maite.gouin@ec-nantes.fr
²  Institut de Recherche Technologique Jules Verne, Bouguenais, France

Résumé

L'objectif de ce papier est de montrer les capacités du modèle High-Order Spectral (HOS) développé au LHEEA (Ecole Centrale Nantes) à modéliser la propagation de houle sur un fond variable tridimensionnel et de le comparer au modèle différences finies OceanWave3D développé à l'Université Technique du Danemark (DTU). Le modèle HOS initial est un modèle pseudo-spectral résolvant le problème non-linéaire complet surfacique avec un fond plat ou supposé infini. De récents développements ont permis d'étendre ce modèle à la prise en compte d'un fond 2D variable en espace. Des validations bidimensionnelles ont déjà été présentées. Ici, nous nous intéressons à l'écriture de la méthode en formalisme 3D. Le cas test tridimensionnel de propagation de houle au-dessus d'un ellipsoïde immergé a été choisi afin de démontrer l'efficacité du modèle développé et de le comparer au modèle OW3D.

Abstract

A fully non-linear High-Order Spectral (HOS) model, already developed for a flat bottom in the LHEEA Lab of Ecole Centrale de Nantes, has been expanded to a variable bottom. This paper deals with the validation of the HOS model for wave propagation over a 3D variable bottom. A comparison to the finite difference scheme OceanWave3D developed at the Technical University of Denmark (DTU) is presented. This model is an accurate and efficient method thanks to the surface formulation coupled with the spectral resolution. Validations in 2D have already been presented and here we focus on the three-dimensional problem by presenting wave focusing of regular and irregular waves over an elliptical mound. Several comparisons with OW3D are included.