Modélisation numérique d'un écoulement sur paroi rugueuse PDF Download
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Author: André Carrau Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 172
Book Description
AU COURS DE LA PHASE DE RENTREE, DU FAIT DE L'ABLATION, DES RUGOSITES APPARAISSENT A LA SURFACE DU CORPS QUI CHANGENT L'ECOULEMENT DANS LA COUCHE LIMITE. CES RUGOSITES ONT UNE TAILLE TRES PETITE PAR RAPPORT AUX DIMENSIONS CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE LIMITE. DE CE FAIT, UNE DESCRIPTION PRECISE DE LEUR GEOMETRIE ET DE LEUR INFLUENCE SUR L'ECOULEMENT A TRAVERS UNE SOLUTION DIRECTE DES EQUATIONS DE NAVIER STOKES EST HORS D'ATTEINT. NOTRE ETUDE PRESENTE UN MODELE QUI PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LES RUGOSITES TOUT EN EVITANT UNE DESCRIPTION MICROSCOPIQUE. CE MODELE CONSISTE A TRAITER SEPAREMENT DEUX ZONES DANS L'ECOULEMENT AU-DESSUS DE LA SURFACE RUGUEUSE. LE PROBLEME LOCAL PROCHE DE LA PAROI EST MODELISE PAR UNE METHODE D'HOMOGENISATION. ON MONTRE QUE GRACE A CETTE METHODE CE PROBLEME LOCAL SE REDUIT A UN PROBLEME STANDARD DE NAVIER STOKES COMPRESSIBLE SUR UNE CELLULE CONTENANT UNE RUGOSITE AVEC DES CONDITIONS AUX LIMITES PERIODIQUES SUR LES COTES DE LA CELLULE ET FLUX IMPOSE CONSTANT SUR LA FACE SUPERIEURE. CE CALCUL LOCAL NOUS PERMET D'OBTENIR NUMERIQUEMENT UNE LOI DE FROTTEMENT HOMOGENEISEE. CETTE LOI NON LINEAIRE FOURNIT LES CONDITIONS AUX LIMITES POUR UN CALCUL GLOBAL QUI UTILISE LES EQUATIONS DE NAVIER STOKES PARABOLISEES. POUR JUSTIFIER LA VALIDITE DE L'APPROCHE LOCALE, UNE ETUDE THEORIQUE A ETE REALISEE POUR UN ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE ET ON MONTRE L'EXISTENCE D'UNE SOLUTION LOCALE ET SON UNICITE POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS BAS. UNE BELLE METHODE A ETE MISE EN PLACE NUMERIQUEMENT EN DIMENSION DEUX POUR DES ECOULEMENTS LAMINAIRES ET TURBULENTS, LA TURBULENCE ETANT MODELISEE PAR UN MODELE DE BALDWIN LOMAX
Author: André Carrau Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 172
Book Description
AU COURS DE LA PHASE DE RENTREE, DU FAIT DE L'ABLATION, DES RUGOSITES APPARAISSENT A LA SURFACE DU CORPS QUI CHANGENT L'ECOULEMENT DANS LA COUCHE LIMITE. CES RUGOSITES ONT UNE TAILLE TRES PETITE PAR RAPPORT AUX DIMENSIONS CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE LIMITE. DE CE FAIT, UNE DESCRIPTION PRECISE DE LEUR GEOMETRIE ET DE LEUR INFLUENCE SUR L'ECOULEMENT A TRAVERS UNE SOLUTION DIRECTE DES EQUATIONS DE NAVIER STOKES EST HORS D'ATTEINT. NOTRE ETUDE PRESENTE UN MODELE QUI PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LES RUGOSITES TOUT EN EVITANT UNE DESCRIPTION MICROSCOPIQUE. CE MODELE CONSISTE A TRAITER SEPAREMENT DEUX ZONES DANS L'ECOULEMENT AU-DESSUS DE LA SURFACE RUGUEUSE. LE PROBLEME LOCAL PROCHE DE LA PAROI EST MODELISE PAR UNE METHODE D'HOMOGENISATION. ON MONTRE QUE GRACE A CETTE METHODE CE PROBLEME LOCAL SE REDUIT A UN PROBLEME STANDARD DE NAVIER STOKES COMPRESSIBLE SUR UNE CELLULE CONTENANT UNE RUGOSITE AVEC DES CONDITIONS AUX LIMITES PERIODIQUES SUR LES COTES DE LA CELLULE ET FLUX IMPOSE CONSTANT SUR LA FACE SUPERIEURE. CE CALCUL LOCAL NOUS PERMET D'OBTENIR NUMERIQUEMENT UNE LOI DE FROTTEMENT HOMOGENEISEE. CETTE LOI NON LINEAIRE FOURNIT LES CONDITIONS AUX LIMITES POUR UN CALCUL GLOBAL QUI UTILISE LES EQUATIONS DE NAVIER STOKES PARABOLISEES. POUR JUSTIFIER LA VALIDITE DE L'APPROCHE LOCALE, UNE ETUDE THEORIQUE A ETE REALISEE POUR UN ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE ET ON MONTRE L'EXISTENCE D'UNE SOLUTION LOCALE ET SON UNICITE POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS BAS. UNE BELLE METHODE A ETE MISE EN PLACE NUMERIQUEMENT EN DIMENSION DEUX POUR DES ECOULEMENTS LAMINAIRES ET TURBULENTS, LA TURBULENCE ETANT MODELISEE PAR UN MODELE DE BALDWIN LOMAX
Author: Damien Toussaint (docteur en dynamique des fluides).) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Les écoulements sur parois rugueuses apparaissent dans de nombreuses situations environnementales ou industrielles, notamment dans l'aéronautique. Par rapport au cas idéal d'une paroi lisse, une augmentation de traînée et du flux de chaleur pariétal, susceptible de dégrader les performances d'un système (aile, machine tournante...), est induite par les rugosités. La prise en compte des effets des rugosités est ainsi souhaitable dans tout processus de conception. Plusieurs approches permettent de modéliser les effets de ces rugosités. Dans le cadre de cette étude, on considère la Méthode par Eléments Discrets Rugueux (DERM). Celle-ci, dont l'objectif est représenter de manière moyennée l'influence d'une paroi rugueuse sur un écoulement, est obtenue en appliquant une moyenne de volume et d'ensemble aux équations de Navier-Stokes. De nouveaux termes, notamment de traînée des rugosités et de tensions turbulentes et dispersives, apparaissent alors dans les équations. Cette étude consiste donc à proposer des pistes de fermeture pour ces termes. Pour ce faire, une campagne de mesures par LDV est réalisée afin de caractériser un écoulement de couche limite turbulente sur paroi rugueuse. Un accent particulier est accordé à l'obtention de mesures au plus près des rugosités, notamment dans leurs sillages, là où la littérature est pauvre en données. Une base de données numérique d'écoulements de canal turbulents sur paroi rugueuse est également constituée à l'aide de simulations RANS réalisées sur des rugosités résolues. Les résultats numériques sont confrontés aux mesures afin de s'assurer qu'ils sont bien représentatifs de l'écoulement réel. Ils sont enfin analysés afin de mettre en lumière le comportement des termes de l'approche DERM et de construire des modèles de fermeture.
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Cette thèse développe une analyse expérimentale et numérique de la structure d'un écoulement turbulent pleinement développé, dans un canal rectangulaire à ciel ouvert dont le fond présente un fort contraste transversal de rugosité. Les mesures par Anémométrie Laser Doppler à deux composantes ont conduit à une description détaillée des champs du tenseur de Reynolds dans la zone de paroi et sous la surface libre. La simulation numérique exige la mise en oeuvre de modèles du tenseur de Reynolds. Nous avons adapté une version algébrique du modèle de Gibson & Rodi (1989). Le modèle simule correctement l'évolution transversale et verticale des profils des contraintes turbulentes. Ce modèle est exploité pour proposer de nouvelles fermetures sur le frottement à la paroi et les termes dispersifs des modèles intégrés de Saint Venant.
Author: F. El Dabaghi Publisher: Oxford University Press, USA ISBN: Category : Mathematics Languages : en Pages : 416
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This book was written in response to the increasing interest in the high frequency numerical solution of Maxwell's equations. Research activity in this area has been stimulated by requirements for greater precision in radar cross-section calculations, particularly for geometries with lowobservability; however there are also a growing number of applications in bio-electromagnetism and electromagnetic compatibility. It is hoped that these proceedings will be of interest both to specialists in this area as well as to others simply looking for a guide to recent developments.
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Ce livre présente une analyse expérimentale et numérique de la structure d'un écoulement turbulent pleinement développé, dans un canal rectangulaire à ciel ouvert dont le fond présente un fort contraste transversal de rugosité. Les mesures par Anémométrie Laser Doppler à deux composantes ont conduit à une description détaillée des champs, du tenseur de Reynolds, de vitesses moyennes et des écoulements secondaires. Après avoir déterminer les paramètres de paroi, on a analysé et interprété les lois de similitude des composantes du tenseur de Reynolds dans la zone de paroi et sous la surface libre. La simulation numérique exige la mise en oeuvre de modèles du tenseur de Reynolds capables de restituer l'anisotropie de la turbulence et son amplification près de la paroi et de la surface libre. Après une étude comparative de plusieurs modèles, on a adapté une version algébrique du modèle de Gibson & Rodi (1989). L'analyse des prédictions du modèle montre qu'il reproduit correctement le comportement des contraintes turbulentes ainsi que la structure des écoulements secondaires.
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LA THESE PRESENTEE TRAITE DE LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS VISQUEUX AUTOUR DE GEOMETRIES DE FORMES COMPLEXES DANS UNE OPTIQUE DE PREDICTION DES CHARGES AERODYNAMIQUES. DIFFERENTS ASPECTS PHYSIQUES SONT EXAMINES, NOTAMMENT LES EFFETS DE LA RUGOSITE DE SURFACE, DE LA TURBULENCE AMONT ET LA TRIDIMENSIONALITE SUR LA STRUCTURE DES ECOULEMENTS. LA METHODE NUMERIQUE UTILISEE EST BASEE SUR UNE APPROCHE VOLUMES FINIS (CODE PHOENICS). LES EQUATIONS DE MOUVEMENT TRANSFORMEES EN COORDONNEES GENERALISEES SONT IMPLICITEMENT RESOLUES. LA FERMETURE DES EQUATIONS EST ASSUREE PAR LE MODELE K-E. L'EFFET DE LA RUGOSITE, DE LA TURBULENCE ET DU NOMBRE DE REYNOLDS SONT CARACTERISES A PARTIR DES RESULTATS DE CALCULS DES ECOULEMENTS AUTOUR DE CYLINDRES BIDIMENSIONNELS ET D'UNE JONCTION CYLINDRE-PLAQUE PLANE. LES EFFETS DES CONDITIONS AUX LIMITES SUR LE CHAMP DE PRESSION MOYENNE ET SUR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT SONT MIS EN EVIDENCE. L'APPROCHE NUMERIQUE AINSI EVALUEE, EST APPLIQUEE AU CALCUL D'UN ECOULEMENT TURBULENT AUTOUR D'UN BATIMENT REEL. LES RESULTATS SONT COMPARES A CEUX OBTENUS DANS LA SOUFFLERIE A COUCHE LIMITE TURBULENTE DU CSTB. DEUX VARIANTES DU MODELE K-E ONT ETE INTRODUITES A CETTE OCCASION. LE MODELE DE YAP (1988) N'APPORTE PAS D'AMELIORATION DANS LA PREDICTION DE LA SEPARATION DE LA COUCHE LIMITE SUR UNE SURFACE GAUCHE. DE MEME, LE MODELE K-E BASE SUR L'APPROCHE RNG SEMBLE, DANS L'ETAT ACTUEL DE SON DEVELOPPEMENT, INADAPTE AUX CALCULS DES ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS
Author: Gang Jin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 342
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L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE TURBULENT AUTOUR D'UN PROFIL D'AILE A FORTE INCIDENCE A ETE ETUDIE POUR UN FLUIDE INCOMPRESSIBLE. LA CONFIGURATION DU PROFIL D'AILE A ETE PLACEE DANS UN ECOULEMENT UNIFORME STATIONNAIRE OU OSCILLANT EN TAMIS. LA MISE EN UVRE D'UN LOGICIEL DE CALCUL EST EFFECTUEE EN MAILLAGE CURVILIGNE DE TYPE H, PRECIS AU SECOND ORDRE TEMPOREL ET SPATIAL, PERMETTANT LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPLETES POUR UN SILLAGE DE GEOMETRIE COMPLEXE, AFIN DE PREDETERMINER LA NAISSANCE D'INSTABILITES, DU DECOLLEMENT INSTATIONNAIRE ET DES STRUCTURES ORGANISEES DU SILLAGE A DES NOMBRES DE REYNOLDS MODERES. DANS CE CONTEXTE, UNE ANALYSE PHYSIQUE DES PROPRIETES DE L'ECOULEMENT A LA SORTIE DU DOMAINE A PERMIS DE DEVELOPPER DES CONDITIONS LIMITES NON-REFLECTIVES, EN ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE ET INSTATIONNAIRE, DANS LE SYSTEME DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. CE TYPE DE CONDITIONS LIMITES A PERMIS D'UTILISER UNE DISTANCE RAISONNABLE A L'AVAL ET D'EFFECTUER DES ECONOMIES NOTABLES SUR LE TEMPS DE CALCUL. AINSI IL MINIMISE LES EFFETS DE RETROACTION ET DE CONFINEMENT ARTIFICIEL. LE DEVELOPPEMENT DU MODELE DE TURBULENCE INSTATIONNAIRE A DEUX EQUATIONS EST EFFECTUE SUR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN MOYENNE DE PHASE POUR LES NOMBRES DE REYNOLDS ELEVES. CETTE METHODOLOGIE PERMET DE CALCULER LES EFFETS FORTEMENT INSTATIONNAIRES (ECOULEMENT TURBULENT EN TAMIS) POUR UNE GEOMETRIE COMPLEXE. UN TRAITEMENT DE MODELE A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS EST INCLUS. UNE MODELISATION POUR LE TERME DE PRODUCTION D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, EN FONCTION DU ROTATIONNEL LOCAL, EST PROPOSEE D'APRES DES CONSIDERATIONS PHYSIQUES, AFIN DE SURMONTER LE PROBLEME DE LA SURPRODUCTION D'ENERGIE TURBULENTE DANS LA REGION AU VOISINAGE DU POINT D'ARRET. L'ENSEMBLE DES RESULTATS OBTENUS MONTRENT L'EFFICACITE DE CETTE APPROCHE POUR LA PREDETERMINATION DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES, DECOLLES EN SITUATION NATURELLE ET FORCEE
Author: André Carrau
Author: André Carrau
Author: Damien Toussaint (docteur en dynamique des fluides).)
Author: Sahbi Zaouali
Author: F. El Dabaghi
Author: Sahbi Zaouali
Author: 
Author: J. He
Author: DJAMEL.. LAKEHAL
Author: Cun-Xiao Zhang
Author: Gang Jin