[Modélisation et simulation d'avalanches de neige poudreuse]
Des courants gravitaires formés par le déversement d'un volume fini de fluide de densité élevée sur des pentes abruptes, représentant des avalanches de neige poudreuse, sont simulées numériquement en utilisant une technique de maillage adaptatif dynamique. Cette technique permet de traiter des nombres de Reynolds élevés et des écoulements à fortes différences de densité mais elle est (actuellement) limitée au cas bidimensionnel. Une comparaison entre résultats numériques et expérimentaux dans la limite de Boussinesq montre que les simulations 2D capturent l'essentiel de la dynamique. La physique des avalanches de neige poudreuse est analysée à l'aide du modèle de similarité développé par Rastello and Hopfinger (2004) et brièvement reproduit ici. Les simulations numériques fournissent les paramètres de fermeture nécessaires à ce modèle et donnent accès à la structure de l'écoulement. L'effet non-Boussinesq est de diminuer substantiellement l'accroissement spatial de la hauteur et d'accroître le rapport d'aspect, donc toute la structure de l'écoulement.
Finite volume release gravity currents of large density contrast on steep slopes, representing powder-snow avalanches, are simulated numerically using a dynamic mesh adaptation technique. This technique allows to treat large Reynolds numbers and large density contrast flows, but it is (presently) restricted to two dimensions. Comparison of numerical results with experiments in the Boussinesq limit shows that 2D simulations capture the essential flow dynamics. The physics of powder-snow avalanches is analysed on hand of the similarity model developed by Rastello and Hopfinger (2004) and briefly reproduced here. The numerical simulations provide the closure parameters required in this model and give access to the flow structure. The non-Boussinesq effect is to decrease substantially the spatial growth in height and to increase the aspect ratio, hence the overall flow structure.
Mot clés : Mécanique des fluides numérique, Avalanches, Effets dus à la gravité, Modélisation, Simulations numériques
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author = {Jocelyn \'Etienne and Marie Rastello and Emil J. Hopfinger},
title = {Modelling and simulation of powder-snow avalanches},
journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
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Jocelyn Étienne; Marie Rastello; Emil J. Hopfinger. Modelling and simulation of powder-snow avalanches. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 334 (2006) no. 8-9, pp. 545-554. doi : 10.1016/j.crme.2006.07.010. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2006.07.010/
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Cité par Sources :
Commentaires - Politique
The structure of powder snow avalanches
Betty Sovilla; Jim N. McElwaine; Michel Y. Louge
C. R. Phys (2015)
The dynamics of the snow avalanche affected areas in Piatra Mica mountains (Romania)
Anca Munteanu; Alexandru Nedelea; Laura Comanescu
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