Le travail engagé dans cette thèse porte sur l'étude numérique des Interactions Fluide-structure en hydrodynamique. Dans une première partie, une analyse détaillée des méthodes de couplage (schémas décalés) a été effectuée sur un cas académique. Il s'agit de la résolution de l'équation non-linéaire de Burgers dans un domaine mobile, dont I'interface mobile est représentée par un système de type masse ressort. Selon la discrétisation en temps et la linéarisation du problème couplé, on distingue quatre schémas de couplages différents : explicite, semi-implicite, implicite-externe et implicite-interne. Une étude comparative des performances en vitesse de convergence et en temps de calcul de ces schémas a été effectuée. Les performances varient suivant le schéma de couplage utilisé. Le schéma explicite permet un calcul rapide en comparaison des autres schémas. En revanche il n'assure pas la conservation de l'énergie mécanique à I'interface fluide-structure. D'où le problème de stabilité du schéma numérique. Ce problème ne se pose pas pour les algorithmes de couplage implicites, car dans ce cas la conservation de l'énergie à I'interface est assurée. Il s'agit en effet d'une condition de convergence du schéma implicite. Ce schéma requière plus de temps de calcul, mais il est nécessaire pour avoir plus de précision dans les résultats. Par ailleurs, I'analyse des déplacements de I'interface fluide-structure montre que l'écart entre la position de I'interface comme étant le bord mobile du fluide et la position de la structure, dépend principalement du schéma d'actualisation du maillage choisi.Dans une deuxième partie une extension de l'étude des algorithmes de couplage à un problème plus concret d'IFS est effectuée. Un hydrofoil en pilonnement et tangage est ainsi étudié. L'équation de la dynamique de I'hydrofoil est écrite en considérant un centre de rotation situé à une distance non nulle du centre de gravité.Ce qui rend l'équation non-linéaire et introduit un couplage des deux modes pilonnement et tangage) ainsi qu'un amortissement du tangage. La dynamique de I'hydrofoil est étudiée pour différentes configurations : en mouvement libre ou forcé, dans un fluide au repos ou en écoulement. On observe que le mouvement de I'hydrofoil est pseudo périodique amorti. L'évolution des charges hydrodynamiques suit également cette tendance et tend vers un point d'équilibre. L'étude vibratoire montre bien une modification des fréquences propres du système, qui varient suivant que le fluide est au repos ou en écoulement. Le problème est également couplé à l'équation de la position du centre de pression, qui dépend de la position de I'hydrofoil et de l'écoulement. Celle-ci présente une singularité lorsque la portance et la traînée s'annulent simultanément.Enfin Les équations prenant en compte la présence d'un fluide non-homogène à I'interface fluide-structure, du type des écoulements cavitants par poche stationnaire ou auto-oscillante, ont été développés. La méthode consiste à séparer les variables du fluide en écoulement autour d'un hydrofoil immobile d'une part et celles de l'écoulement généré par la vibration de I'hydrofoil d'autre part. Il en résulte un opérateur de masse ajoutée non symétrique en milieu non homogène et un opérateur d'amortissement ajouté dû au taux de variations de masse volumique à l'interface dans le cas auto-oscillant. L'ensemble se traduit par une modulation au cours du temps des fréquences propres et des amplitudes du système.

Knowledge of added body masses that interact with fluid is necessary in various research and applied tasks of hydro- and aeromechanics: steady and unsteady motion of rigid bodies, total vibration of bodies in fluid, local vibration of the external plating of different structures. This reference book contains data on added masses of ships and various ship and marine engineering structures. Also theoretical and experimental methods for determining added masses of these objects are described. A major part of the material is presented in the format of final formulas and plots which are ready for practical use. The book summarises all key material that was published in both Russian and English-language literature. This volume is intended for technical specialists of shipbuilding and related industries. The author is one of the leading Russian experts in the area of ship hydrodynamics.

Leonardo wrote, “Mechanics is the paradise of the mathematical sciences, because by means of it one comes to the fruits of mathematics”; replace “Mechanics” by “Fluid mechanics” and here we are. - From the Preface to the Second Edition Although the exponential growth of computer power has advanced the importance of simulations and visualization tools for elaborating new models, designs and technologies, the discipline of fluid mechanics is still large, and turbulence in flows remains a challenging problem in classical physics. Like its predecessor, the revised and expanded Second Edition of this book addresses the basic principles of fluid mechanics and solves fluid flow problems where viscous effects are the dominant physical phenomena. Much progress has occurred in the half a century that has passed since the edition of 1964. As predicted, aspects of hydrodynamics once considered offbeat have risen to importance. For example, the authors have worked on problems where variations in viscosity and surface tension cannot be ignored. The advent of nanotechnology has broadened interest in the hydrodynamics of thin films, and hydromagnetic effects and radiative heat transfer are routinely encountered in materials processing. This monograph develops the basic equations, in the three most important coordinate systems, in a way that makes it easy to incorporate these phenomena into the theory. The book originally described by Prof. Langlois as "a monograph on theoretical hydrodynamics, written in the language of applied mathematics" offers much new coverage including the second principle of thermodynamics, the Boussinesq approximation, time dependent flows, Marangoni convection, Kovasznay flow, plane periodic solutions, Hele-Shaw cells, Stokeslets, rotlets, finite element methods, Wannier flow, corner eddies, and analysis of the Stokes operator.

This new edition of the near-legendary textbook by Schlichting and revised by Gersten presents a comprehensive overview of boundary-layer theory and its application to all areas of fluid mechanics, with particular emphasis on the flow past bodies (e.g. aircraft aerodynamics). The new edition features an updated reference list and over 100 additional changes throughout the book, reflecting the latest advances on the subject.

This book is a collection of extended papers based on presentations given during the SIMHYDRO 2014 conference, held in Sophia Antipolis in June 2014. It focuses on the modeling and simulation of fast hydraulic transients, on 3D modeling, and on uncertainties and multiphase flows. The book explores both the limitations and performance of current models and presents the latest developments based on new numerical schemes, high-performance computing, multiphysics and multiscale methods, and better interaction with field or scale model data. It addresses the interests of practitioners, stakeholders, researchers and engineers active in this field.

Mises' classic avoids the formidable mathematical structure of fluid dynamics, while conveying — by often unorthodox methods — a full understanding of the physical phenomena and mathematical concepts of aeronautical engineering.