ETUDE NUMERIQUE POUR LES PROBLEMES D'ADVECTION-DIFFUSION. APPLICATION A LA MODELISATION D'ECOULEMENTS TURBULENTS COMPRESSIBLES PDF Download
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LE PREMIER VOLET DE CETTE THESE EST UNE ETUDE NUMERIQUE POUR LES PROBLEMES D'ADVECTION-DIFFUSION. LE PREMIER CHAPITRE RECENSE LES PRINCIPALES METHODES DE DISCRETISATION EN ESPACE POUR DES EQUATIONS A ADVECTION DOMINANTE: LES METHODES DIFFERENCES FINIES, ELEMENTS FINIS, VOLUMES FINIS ET DE REDISTRIBUTION DU FLUX. PARMI CES CLASSES DE METHODES, CERTAINS SCHEMAS SONT PLUS PARTICULIEREMENT DETAILLES ET QUELQUES CAS TESTS ILLUSTRENT CETTE PREMIERE ETUDE. LE DEUXIEME CHAPITRE EST CONSACRE A LA DISCRETISATION EN TEMPS ET A LA RESOLUTION D'UN PROBLEME D'ADVECTON-DIFFUSION. LA SYNTHESE DE CES DEUX CHAPITRES DOIT NOUS GUIDER DANS LE CHOIX DES METHODES DE DISCRETISATION ET DE RESOLUTION POUR LES EQUATIONS DE LA TURBULENCE. LA MODELISATION D'ECOULEMENTS TURBULENTS COMPRESSIBLES EST LE SUJET ABORDE DANS LA DEUXIEME PARTIE. LE TROISIEME CHAPITRE RETRACE L'ETABLISSEMENT DES EQUATIONS DU PROBLEME ET LA STRATEGIE DE FERMETURE ADOPTEE ICI, UN MODELE K-EPSILON A DEUX COUCHES. APRES UNE RAPIDE PRESENTATION DU CODE DE CALCUL NAVIER-STOKES UTILISE POUR CES TRAVAUX, LE DERNIER CHAPITRE REPREND LES TECHNIQUES DE RESOLUTION CHOISIES DANS LA PREMIERE PARTIE ET APPLIQUEES ICI AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES TURBULENTES. DIVERS CAS TESTS CLOSENT ENFIN CETTE ETUDE
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LE PREMIER VOLET DE CETTE THESE EST UNE ETUDE NUMERIQUE POUR LES PROBLEMES D'ADVECTION-DIFFUSION. LE PREMIER CHAPITRE RECENSE LES PRINCIPALES METHODES DE DISCRETISATION EN ESPACE POUR DES EQUATIONS A ADVECTION DOMINANTE: LES METHODES DIFFERENCES FINIES, ELEMENTS FINIS, VOLUMES FINIS ET DE REDISTRIBUTION DU FLUX. PARMI CES CLASSES DE METHODES, CERTAINS SCHEMAS SONT PLUS PARTICULIEREMENT DETAILLES ET QUELQUES CAS TESTS ILLUSTRENT CETTE PREMIERE ETUDE. LE DEUXIEME CHAPITRE EST CONSACRE A LA DISCRETISATION EN TEMPS ET A LA RESOLUTION D'UN PROBLEME D'ADVECTON-DIFFUSION. LA SYNTHESE DE CES DEUX CHAPITRES DOIT NOUS GUIDER DANS LE CHOIX DES METHODES DE DISCRETISATION ET DE RESOLUTION POUR LES EQUATIONS DE LA TURBULENCE. LA MODELISATION D'ECOULEMENTS TURBULENTS COMPRESSIBLES EST LE SUJET ABORDE DANS LA DEUXIEME PARTIE. LE TROISIEME CHAPITRE RETRACE L'ETABLISSEMENT DES EQUATIONS DU PROBLEME ET LA STRATEGIE DE FERMETURE ADOPTEE ICI, UN MODELE K-EPSILON A DEUX COUCHES. APRES UNE RAPIDE PRESENTATION DU CODE DE CALCUL NAVIER-STOKES UTILISE POUR CES TRAVAUX, LE DERNIER CHAPITRE REPREND LES TECHNIQUES DE RESOLUTION CHOISIES DANS LA PREMIERE PARTIE ET APPLIQUEES ICI AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES TURBULENTES. DIVERS CAS TESTS CLOSENT ENFIN CETTE ETUDE
Author: Lars Davidson Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3540364579 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 246
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Large Eddy Simulation is a relatively new and still evolving computatio nal strategy for predicting turbulent flows. It is now widely used in research to elucidate fundamental interactions in physics of turbulence, to predict phe nomena which are closely linked to the unsteady features of turbulence and to create data bases against which statistical closure models can be asses sed. However, its applicability to complex industrial flows, to which statisti cal models are applied routinely, has not been established with any degree of confidence. There is, in particular, a question mark against the prospect of LES becoming an economically tenable alternative to Reynolds-averaged N avier-Stokes methods at practically high Reynolds numbers and in complex geometries. Aerospace flows pose particularly challenging problems to LES, because of the high Reynolds numbers involved, the need to resolve accura tely small-scale features in the thin and often transitional boundary layers developing on aerodynamic surfaces. When the flow also contains a separated region - due to high incidence, say - the range and disparity of the influen tial scales to be resolved is enormous, and this substantially aggravates the problems of resolution and cost. It is just this combination of circumstances that has been at the heart of the project LESFOIL to which this book is devoted. The project combined the efforts, resources and expertise of 9 partner organisations, 4 universities, 3 industrial companies and 2 research institu tes.
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LES METHODES NUMERIQUES CLASSIQUES, BIEN QUE ROBUSTES ET EFFICACES, PEUVENT DEVENIR COUTEUSES LORS DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. L'OBJET DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT DE DIFFERENTES APPROCHES DE TYPE MULTIGRILLE POUR ACCELERER LE CALCUL DES SOLUTIONS STATIONNAIRES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES. ON COMMENCE PAR UN BREF RAPPEL DES PRINCIPES DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE ET DE LA METHODE NUMERIQUE ADOPTEE (FORMULATION MIXTE VOLUMES FINIS - ELEMENTS FINIS), PUIS ON DEVELOPPE UNE METHODE MULTIGRILLE LINEAIRE PAR AGGLOMERATION DE VOLUMES. CETTE METHODE PSEUDO-INSTATIONNAIRE EST APPLIQUEE A LA RESOLUTION D'ECOULEMENTS COMPLEXES BIDIMENSIONNELS ET MONTRE UNE BONNE EFFICACITE MEME POUR DES GEOMETRIES DE TYPE INDUSTRIEL (STATO-REACTEUR). DANS UNE SECONDE APPROCHE STATIONNAIRE, ON RESOUD LES EQUATIONS INITIALES SUR LES DIFFERENTS NIVEAUX. ELLE PERMET DE S'AFFRANCHIR DE CERTAINES LIMITATIONS SUR LE PAS DE TEMPS, CARACTERISTIQUES DE LA PHASE INITIALE DES METHODES PSEUDO-INSTATIONNAIRES. CES DEUX ALGORITHMES MULTIGRILLES SONT COMPARES AU TRAVERS D'APPLICATIONS CARACTERISTIQUES (COUCHE DE MELANGE, PROFIL D'AILE,). LA TROISIEME APPROCHE, S'INSPIRANT DE L'ALGORITHME STATIONNAIRE PRECEDENT CONSISTE A INITIALISER LE CALCUL A PARTIR D'UNE SOLUTION OBTENUE SUR UNE DISCRETISATION PLUS GROSSIERE. CETTE DERNIERE METHODE SE REVELE PLUS EFFICACE QUE LES PRECEDENTES ET TOUT AUSSI BIEN ADAPTEE AUX CALCULS COMPLEXES INDUSTRIELS
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DANS CETTE ETUDE, UNE METHODE NUMERIQUE DE HAUTE PRECISION EST MISE AU POINT POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS COMPRESSIBLES INSTATIONNAIRES TURBULENTS EN AERODYNAMIQUE. UN SCHEMA CENTRE A CINQ POINTS, PRECIS A L'ORDRE TROIS POUR LES EQUATIONS D'EULER, A ETE CONSTRUIT EN CORRIGEANT L'ERREUR DISPERSIVE DU SCHEMA CLASSIQUE D'ORDRE DEUX DE JAMESON. CE SCHEMA A ETE ENSUITE ETENDU AUX MAILLAGES CURVILIGNES BI- ET TRIDIMENSIONNELS PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS DE HAUTE PRECISION. LE FLUX NUMERIQUE EST CONSTRUIT A L'AIDE D'OPERATEURS DE DISCRETISATION PONDERES, QUI PERMETTENT DE TENIR COMPTE DES DEFORMATIONS DU MAILLAGE. LE SCHEMA OBTENU EST PRECIS A L'ORDRE TROIS SUR DES MAILLAGES MOYENNEMENT DEFORMES ET A L'ORDRE DEUX SUR DES MAILLAGES TRES DEFORMES. LA METHODE DEVELOPPEE A ETE ETENDUE AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN TRAITANT LES TERMES VISQUEUX DE FACON SIMPLE. LE SCHEMA PROPOSE A ETE PROGRAMME DANS UN CODE INDUSTRIEL ET IL A ETE VALIDE PAR DES COMPARAISONS SYSTEMATIQUES AVEC LE SCHEMA DE JAMESON, PROGRAMME DANS LE MEME CODE : LE SCHEMA DE HAUTE PRECISION PERMET DE REDUIRE DE FACON SIGNIFICATIVE L'ERREUR NUMERIQUE AU BORD D'ATTAQUE DE PROFILS ET D'AILES. ENSUITE, LE NOUVEAU SCHEMA A ETE APPLIQUE A L'ETUDE D'ECOULEMENTS AUTOUR DE PROFILS OSCILLANTS, MODELISANT UNE SECTION DE PALE DE ROTOR D'HELICOPTERE EN VOL D'AVANCEMENT. UN PROBLEME DIFFICILE DE DECROCHAGE DU A L'INTERACTION CHOC/COUCHE LIMITE SUR UN PROFIL OSCILLANT EN REGIME TRANSSONIQUE VIENT DEMONTRER LA NECESSITE DE SCHEMAS DE HAUTE PRECISION POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES COMPLEXES. IN FINE, LE NOUVEAU SCHEMA EST APPLIQUE A L'ETUDE DU DECROCHAGE DYNAMIQUE PROFOND D'UN PROFIL OSCILLANT A TRES GRANDE INCIDENCE. POUR CHAQUE APPLICATION, LES INFLUENCES DU MODELE DE TURBULENCE, DU MAILLAGE DE CALCUL ET DE L'ORDRE DE PRECISION DU SCHEMA SONT DISCUTEES.
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CE TRAVAIL DE THESE PORTE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES ET TURBULENTS AUTOUR D'ARRIERE-CORPS. POUR CELA, NOUS CONSIDERONS LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES COMPLETEES PAR UN MODELE DE TURBULENCE. LES MODELES ALGEBRIQUES DE TYPE LONGUEUR DE MELANGE SONT LES PLUS SIMPLES, MAIS LES RESULTATS OBTENUS AVEC DE TELS MODELES SONT EN GENERAL PEU SATISFAISANTS POUR DES ECOULEMENTS COMPLEXES PRESENTANT DE GRANDES ZONES DE RECIRCULATION. DE PLUS, CES MODELES REQUIERENT UNE EVALUATION DE DISTANCES A LA PAROI, CE QUI PEUT PRESENTER UNE CERTAINE DIFFICULTE POUR DES CONFIGURATIONS D'ARRIERE-CORPS AVEC TUYERE ET CULOT. EN CONSEQUENCE, NOUS AVONS MIS EN UVRE UN MODELE DE TURBULENCE A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT PLUS ADAPTE A LA PHYSIQUE DE L'ECOULEMENT. NOUS AVONS TOUT D'ABORD CONSIDERE UN MODELE AVEC INTEGRATION JUSQU'A LA PAROI A SAVOIR LE MODELE K - DE JONES-LAUNDER. CE MODELE PRESENTE L'AVANTAGE QUE LES FONCTIONS INTRODUITES POUR TENIR COMPTE DES EFFETS DE PROCHE PAROI DEPENDENT UNIQUEMENT DU NOMBRE DE REYNOLDS TURBULENT ET NON DE DISTANCES A LA PAROI. AINSI, LE MODELE DE JONES-LAUNDER EST BEAUCOUP PLUS FACILE A APPLIQUER POUR DES CONFIGURATIONS D'ARRIERE-CORPS. NOUS NOUS SOMMES ENSUITE INTERESSE AUX LOIS DE PAROI. CELLES-CI PERMETTENT DE DECRIRE ANALYTIQUEMENT L'ECOULEMENT MOYEN ET LES GRANDEURS TURBULENTES AU VOISINAGE D'UNE PAROI ET AUTORISENT AINSI UNE TAILLE DE MAILLE A LA PAROI NETTEMENT PLUS IMPORTANTE QUE DANS UN CALCUL AVEC INTEGRATION JUSQU'A LA PAROI
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UNE COMPARAISON DE PREDETERMINATIONS D'ECOULEMENTS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE EN USANT DE MOYENNE FAVRE ET DE REYNOLDS EST REALISEE SUR DES JETS A FAIBLE VITESSE. LA VARIATION DE MASSE VOLUMIQUE ENTRE JETS TRES LOURDS ET TRES LEGERS, PROVIENT DE MELANGES MASSIQUES ET THERMIQUES. DES MODELES DE TURBULENCE, ELABORES SUR LA BASE DU MODELE CLASSIQUE A DEUX EQUATIONS K-EPSILON, SONT PROPOSES. UNE OU DEUX EQUATIONS DE VARIANCE SCALAIRE SONT AJOUTEES SUIVANT L'ORIGINE DE LA VARIATION DE MASSE VOLUMIQUE. DEUX VERSIONS DU CODE NUMERIQUE PARABOLIQUE PATANKAR-SPALDING SONT EMPLOYEES SELON L'ECRITURE DES EQUATIONS. EN REFERENCE AUX DONNEES EXPERIMENTALES, LES DEUX ECRITURES, (MOYENNE DE FAVRE ET DE REYNOLDS) PERMETTENT DE RESTITUER LES CARACTERISTIQUES GLOBALES DE JETS INERTIELS. LA VARIATION DE MASSE VOLUMIQUE SE TRADUIT PAR UN EFFET DE DILATATION-COMPRESSION AU SENS DE FAVRE ET DE DIFFUSION PAR LE FLUX TURBULENT DE MASSE AU SENS DE REYNOLDS. CECI PERMET DE MIEUX COMPRENDRE COMMENT VARIE L'EFFICACITE DU MELANGE. NEANMOINS UN ECART DES RESULTATS FAVRE-REYNOLDS TRADUISANT UNE CERTAINE INCOHERENCE PHYSIQUE, EST OBSERVE. L'EQUIVALENCE DES DEUX SYSTEMES OUVERTS N'EST DONC PAS CONSERVEE APRES FERMETURE. EN OUTRE L'INFLUENCE DES CONTRAINTES NORMALES S'AVERE PLUS IMPORTANTE EN MOYENNE DE FAVRE QU'EN MOYENNE DE REYNOLDS. LA GRAVITE ACCENTUE LA DIFFERENCE FAVRE-REYNOLDS. LE MODELE EN MOYENNE DE REYNOLDS DONNE DE MEILLEURS RESULTATS. L'ANALYSE PHYSIQUE DES EFFETS DE GRAVITE MONTRE QUE L'EFFICACITE DU MELANGE AUGMENTE DANS UN JET FLOTTANT POSITIF ET DIMINUE DANS UN JET FLOTTANT NEGATIF. EN MOYENNE DE REYNOLDS, UNE ECRITURE NOUVELLE DES EQUATIONS DU MOUVEMENT FONDEE SUR UNE DECOMPOSITION DIFFERENCIANT LES GRANDEURS TRANSPORTEES DE LA VITESSE D'ADVECTION EST PROPOSEE. CETTE ECRITURE CONDUIT A DEGAGER LES ECHANGES ENTRE LE MOUVEMENT MOYEN ET FLUCTUANT PERMETTANT D'IDENTIFIER DE FACON PRECISE LES ROLES DES TERMES PRESENTS. POUR COMPARAISON, LE MEME PRINCIPE DE DECOMPOSITION EST APPLIQUE A L'ECRITURE EN MOYENNE DE FAVRE
Author: Christian Olivier Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT D'UN CODE NUMERIQUE POUR LA RESOLUTION D'ECOULEMENTS VISQUEUX COMPRESSIBLES LAMINAIRES ET TURBULENTS. ON ETUDIE D'ABORD DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS MODELISES PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. DANS UNE APPROCHE PSEUDO-INSTATIONNAIRE, ON UTILISE UNE DISCRETISATION SPATIALE DE TYPE MIXTE VOLUMES FINIS/ELEMENTS FINIS P1 DECENTRES APPLICABLE A DES MAILLAGES TRIANGULAIRES NON STRUCTURES. L'EXTENSION A L'ORDRE 2 EST FAITE PAR LA METHODE M.U.S.C.L. L'INTEGRATION EN TEMPS REPOSE SUR L'UTILISATION DE SCHEMAS IMPLICITES EFFICACES. ON REALISE UNE ETUDE DETAILLEE DE LA STABILITE LINEAIRE DES SCHEMAS EXPLICITES ET IMPLICITES EN TEMPS APPLIQUES A L'EQUATION DE CONVECTION-DIFFUSION MONODIMENSIONNELLE. ON PRESENTE ENSUITE UNE VALIDATION DU CODE (PLAQUE PLANE ET PROFIL D'AILE NACA) AINSI QUE DE NOMBREUX RESULTATS NUMERIQUES D'ECOULEMENT SUBSONIQUES (TETE DE CHAMBRE), TRANSSONIQUES (PROFIL D'AILE NACA) ET HYPERSONIQUES (DOUBLE ELLIPSE). ON PRESENTE EGALEMENT DES RESULTATS D'ADAPTATION DE MAILLAGE POUR LES ECOULEMENTS VISQUEUX. DANS UNE SECONDE PARTIE, ON AJOUTE UN MODELE DE TURBULENCE K-E. L'INTRODUCTION DES EQUATIONS DE LA TURBULENCE EST REALISEE DE FACON DECOUPLEE. UNE PREMIERE VALIDATION EST EFFECTUEE PAR L'ETUDE D'UNE COUCHE DE MELANGE SUBSONIQUE. ON INTRODUIT ENSUITE UN MODELE DE LOIS DE PAROIS, DANS LES CAS EXPLICITE ET IMPLICITE, PERMETTANT L'ETUDE D'ECOULEMENTS PLUS COMPLEXES EN CONDUITE ET LE LONG D'UNE MARCHE DESCENDANTE
Author: Ali El Bakkali Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 188
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Le but de ce travail est l'etude d'ecoulements turbulents non reactifs evoluant dans la chambre de combustion d'une machine a compression rapide. Dans un premier temps, nous procedons a une description detaillee de la machine et de ses performances en matiere de mesures. Quelques resultats experimentaux obtenus dans le cas des melanges reactif et non reactif sont presentes et discutes. Ensuite, la formulation mathematique d'un ecoulement de fluide non reactif subissant une compression dans la chambre de combustion de la machine est proposee. Les methodes numeriques adoptees pour la resolution des equations regissant l'ecoulement considere sont celles proposees par le code de calcul kiva ii. Ce dernier est l'objet d'une description succincte et les differentes modifications dont il a fait objet sont mentionnees. Les resultats des differentes simulations numeriques, montrent un relatif bon accord avec ceux issus de l'experience. Un resultat important a ete retenu, il concerne la mise en evidence d'une zone de temperature de cur qui evolue d'une zone centrale en fin de compression a une position en couronne en post compression. Cette couronne est localisee a chaque instant de la post compression au meme endroit que la zone de forte turbulence. Le comportement de la turbulence dans les chambre est initialement etudie en utilisant un modele de sous-mailles et le modele k-e standard. Ces deux modeles predisent une importante augmentation de l'intensite de la turbulence pendant la phase de compression. Pour mieux apprehender l'evolution de la turbulence, d'autres modeles k-e modifies ont ete testes. Une etude parametrique et comparative de ces differents modeles est alors proposee.
Author: Uriel Frisch Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9401151180 Category : Science Languages : en Pages : 630
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Advances in Turbulence VII contains an overview of the state of turbulence research with some bias towards work done in Europe. It represents an almost complete collection of the invited and contributed papers delivered at the Seventh European Turbulence Conference, sponsored by EUROMECH and ERCOFTAC and organized by the Observatoire de la Côte d'Azur. New high-Reynolds number experiments combined with new techniques of imaging, non-intrusive probing, processing and simulation provide high-quality data which put significant constraints on possible theories. For the first time, it has been shown, for a class of passive scalar problems, why dimensional analysis sometimes gives the wrong answers and how anomalous intermittency corrections can be calculated from first principles. The volume is thus geared towards specialists in the area of flow turbulence who could not attend the conference as well as anybody interested in this rapidly moving field.
Author: CLAUDINE.. KASBARIAN
Author: CLAUDINE.. KASBARIAN
Author: Lars Davidson
Author: Gilles Carré
Author: Paola Cinnella
Author: SOPHIE.. CHARMANT
Author: Aji Purwanto
Author: Christian Olivier
Author: Ali El Bakkali
Author: 
Author: Uriel Frisch