Author: BENQUE J.P.Publisher:
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ECOULEMENT TURBULENT INDUIT PAR UN JET DANS UNE CAVITE. MESURES ET SIMULATION NUMERIQUE TRIDIMENSIONELLE.
Author: BENQUE J.P.Modélisation et simulation numérique d'écoulements incompressibles turbulents diphasiques à phases non miscibles
Author: Jérôme LarocquePublisher:
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Languages : fr
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L'objet de cette thèse est de modéliser et de simuler des écoulements turbulents diphasiques incompressibles à phases non miscibles. La modélisation et la simulation de ce type d'écoulements sont traitées dans le cadre des méthodes de Simulation des Grandes Echelles (SGE) ou Large Eddy Simulation (LES) en anglais qui consistent à calculer directement les plus grandes structures de l'écoulement et à modéliser les plus petites. Ces méthodes adaptées aux écoulements turbulents monophasiques sont étendues au cadre des écoulements turbulents diphasiques. Pour cela, elles sont couplées avec une méthode eulérienne de type ' Volume Of Fluid' (VOF) spécifique au caractère diphasique de l'écoulement. La pertinence du couplage entre les modélisations SGE et VOF est testée sur la configuration industrielle proposée par le CEA-CESTA: l'impact d'un jet rond turbulent sur une surface libre eau/air dans une cavité. Des mesures expérimentales de vitesse (Particle Image Velocimetry PIV) réalisées au CEA-CESTA sont disponibles pour valider les résultats numériques issus des simulations.
Simulation numérique du contrôle actif par jets pulsés de l'écoulement turbulent autour d'un cylindre circulaire
Author: Nicolas GetinPublisher:
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Languages : fr
Pages : 229
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Résumé en anglais
Etude expérimentale d'un écoulement turbulent en aval d'une marche descendante
Author: Muhammad Sya Badri KusumaPublisher:
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Languages : fr
Pages : 172
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Une étude expérimentale sur l'écoulement turbulent décollé et recollé au passage d'une marche descendante est réalisée. Cette étude est destinée à produire des mesures de référence sur la structure turbulente de ce type de l'écoulement, en particulier dans les cas de la paroi rugueuse et de l'écoulement incident du type jet pariétal qui n'avaient pas encore été étudiés expérimentalement. Les expériences sont développées pour comprendre les effets des rugosités de la paroi (nikuradse) et de la turbulence extérieure dans la zone de recirculation et de recollement. Les expériences préliminaires sont réalisées en faisant des mesures qualitatives (visualisation laser) et quantitatives (fil chaud simple) dans une petite soufflerie a jet pariétal, et les expériences finales sont réalisées en faisant des mesures utilisant deux fils chauds parallèles dans une grande soufflerie a couche limite. Les mesures portent sur les vitesses moyennes longitudinales et les fluctuations de vitesses longitudinales. La définition géométrique des expériences correspond à la proposition de la conférence de Stanford (AFOSR, 1981). les mesures sont exploitées par trois méthodes: le lissage des gradients de vitesses moyennes près de paroi pour définir la longueur de recollement, les longueurs caractéristiques de la turbulence en coordonnées de Westphal pour analyser le comportement des grandes structures, la loi universelle logarithmique (couche limite) et l'affinité des profils de vitesses moyennes (jet pariétal) pour analyser la zone de recollement. L’analyse spectrale a été faite dans le cas de la couche limite sur paroi rugueuse. Les résultats de mesure dans la zone de recirculation sont validés par la visualisation. Les résultats de cette étude doivent contribuer a construire les modélisations et la simulation numérique de ce type d'écoulement
Simulation numérique directe d'un jet en écoulement transverse à bas nombre de Mach en vue de l'amélioration du refroidissement par effusion des chambres de combustion aéronautiques
Author: Simon DelmasPublisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Dans cette thèse on s'intéresse aux jets en écoulement transverse dans une configuration générique de celle du refroidissement par effusion de chambres de combustion aéronautiques. L'amélioration des modèles de paroi avec transfert de masse passe par une meilleure connaissance de l'interaction entre les jets et l'écoulement principal. Nous avons donc réalisé la simulation numérique directe d'un jet issu d'un perçage incliné avec ou sans giration, pour des écoulements isothermes, turbulents et à bas nombre de Mach, dans un contexte compressible. Pour cela nous avons travaillé avec la bibliothèque AeroSol d'éléments finis continus et discontinus sur maillage hybride. En particulier nous nous sommes intéressés à la stabilité des flux numériques pour le compressible instationnaire associés à la méthode de Galerkin discontinue lorsque le nombre de Mach tend vers zéro. Nous avons pu mettre en évidence des comportements instables lors de l'utilisation de discrétisation temporelle explicite que nous avons corrigés en proposant un nouveau flux. Dans un deuxième temps, nous avons effectué les développements nécessaires à la réalisation des calculs. Nous nous sommes en particulier intéressés à la génération d'un champ de vitesse turbulent synthétique par la méthode SEM (Synthetic Eddy Method) que nous avons implantée dans AeroSol et validée. Grâce aux outils de post-traitement développés, nous avons conduit l'analyse de nos résultats. Dans le cas sans giration, les comparaisons avec les résultats expérimentaux et les résultats de simulations RANS que nous avons obtenus en parallèle sur la configuration du banc d'essai MAVERIC sont encourageants. La structure moyenne d'ensemble du jet est notamment correctement reproduite. En ce qui concerne la cas avec giration, le comportement attendu de déflexion successive du jet dans les deux plans caractéristiques (plan d'injection et plan de l'écoulement transverse) est bien reproduit et illustre tout le potentiel prévisionnel de la librairie de calcul que nous avons contribué à développer.
JET EN ECOULEMENT TRANSVERSAL
Author: CYRIL.. BARREPublisher:
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Languages : fr
Pages : 245
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UN JET DE FLUIDE SOUMIS A UN ECOULEMENT TRANSVERSAL GENERE UNE DYNAMIQUE TRES COMPLEXE, DONT LA DESCRIPTION ET LA PREDICTION CONSTITUENT UN ENJEU TANT FONDAMENTAL QU'INDUSTRIEL. L'ETUDE S'APPUIE SUR UNE CORRELATION ETROITE ENTRE L'APPROCHE EXPERIMENTALE ET LA SIMULATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT. LA CONFIGURATION ETUDIEE CONCERNE UNE BUSE DE SECTION RECTANGULAIRE AYANT UN RAPPORT D'ASPECT DE 2. L'ECOULEMENT TRANSVERSE ET CELUI DU JET SONT TURBULENTS. LES RAPPORTS DE VITESSES U#J/U#T SONT COMPRIS ENTRE 3 ET 6. L'EXPERIMENTATION EST SUCCESSIVEMENT CONDUITE EN CANAL A EAU ET EN SOUFFLERIES. LES RESULTATS PROVIENNENT DE L'ANALYSE DES VISUALISATIONS AINSI QUE DE L'EXPLOITATION DES MESURES DU CHAMP INSTANTANE DE VITESSE ET DE TEMPERATURE PAR VELOCIMETRIE A 2 FILS CHAUDS CROISES ET FIL FROID ET PAR VELOCIMETRIE LASER A EFFET DOPPLER. LES MESURES SONT POUR L'ESSENTIEL REALISEES DANS LE PLAN MEDIAN DU JET. LA NOTION DE LIGNE CENTRALE DU JET EST D'ABORD DEFINIE ET QUANTIFIEE. ENSUITE UNE APPROCHE METROLOGIQUE ORIGINALE PERMET DE MESURER LES GRANDEURS MOYENNES ET LEURS FLUCTUATIONS DANS UN REPERE DE FRENET PORTE PAR LES LIGNES DE COURANT. L'ANALYSE STATISTIQUE DES FLUCTUATIONS PERMET LA DETERMINATION DES ECHELLES DE TURBULENCE, DES FLUX TURBULENTS ET DU NOMBRE DE PRANDTL ASSOCIE. L'ANALYSE FREQUENTIELLE DES DONNEES MONTRE LE CARACTERE FORTEMENT INSTATIONNAIRE DE L'ECOULEMENT. UNE FREQUENCE CARACTERISTIQUE EMERGE NETTEMENT DES QUE LA VITESSE DU JET EST SUFFISANTE. ELLE CORRESPOND A UN NOMBRE DE STROUHAL DE 0.1. LA SIMULATION NUMERIQUE EN VOLUMES FINIS EST MENEE SELON UNE APPROCHE STATIONNAIRE PUIS INSTATIONNAIRE. LA SOLUTION STATIONNAIRE NE CONVERGE PAS VERS LA MOYENNE DES SOLUTIONS INSTATIONNAIRES QUI SE REVELE SEULE EN TRES BONNE CONCORDANCE AVEC L'EXPERIENCE, TANT SUR LES VALEURS MOYENNES QUE SUR LA PREDICTION DES STRUCTURES SPATIO-TEMPORELLES. L'EMISSION PAR UNE BUSE RECTANGULAIRE NE MODIFIE PAS QUALITATIVEMENT L'ORGANISATION SPATIALE ET TEMPORELLE DE L'ECOULEMENT OBSERVE EN BUSE CIRCULAIRE. EN REVANCHE, LA SYNTHESE DE NOS RESULTATS PERMET D'UNE PART DE PRECISER QUANTITATIVEMENT LES CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE DANS LA CONFIGURATION ETUDIEE ET D'AUTRE PART, DE COMPLETER LA DESCRIPTION HABITUELLEMENT ADMISE DE L'EVOLUTION TEMPORELLE DES DEUX VORTEX CONTRAROTATIFS MARQUANT LE DEVELOPPEMENT DU JET.
CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA DISPERSION DE PARTICULES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT
Author: SUN.. MOONPublisher:
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Languages : fr
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UN MODELE DE SIMULATION POUR LA TRAJECTOIRE DES PARTICULES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT A ETE ETABLI EN CONSIDERANT LES CORRELATIONS TEMPORELLES ET SPATIALES DU POINT DE VUE LAGRANGIEN. UNE METHODE DE MONTE CARLO A ETE UTILISEE POUR DETERMINER LES VALEURS ALEATOIRES DES PROPRIETES TURBULENTES. AU COURS DE LA CONSTRUCTION DES TRAJECTOIRES, LA VITESSE ET LA POSITION DE PARTICULES INDIVIDUELLES SONT OBTENUES A CHAQUE INSTANT. A PARTIR DE CELLES-CI, NOUS AVONS ETUDIE LES CARACTERISTIQUES DE LA DISPERSION D'UN ENSEMBLE DE PARTICULES DANS UN ECOULEMENT DE TURBULENCE DE GRILLE, PUIS CELLE DE PARTICULES PASSIVES ET REACTIVES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT CISAILLE. LES RESULTATS DU CALCUL ONT ETE COMPARES A CEUX MESURES PAR EXPERIENCES CORRESPONDANTES. LA COMPLEXITE DU MECANISME DE LA TURBULENCE ET LE MANQUE DE CONNAISSANCES THEORIQUES ET DE DONNEES EXPERIMENTALES, A CONDUIT A FORMULER UN CERTAIN NOMBRE D'HYPOTHESES POUR PERMETTRE LE CALCUL. NOUS AVONS OBSERVE DE BONNES CONCORDANCES DE RESULTATS SIMULES PAR RAPPORT A CEUX MESURES. EN PARTICULIER, L'APPLICATION DE LA METHODE DE CALCUL MISE AU POINT AUX CAS DE LA CORRELATION LAGRANGIENNE ET DE L'EVAPORATION D'AEROSOL, FOURNIT UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE AUX TECHNIQUES DU CALCUL GLOBAL GENERALEMENT UTILISES
Simulation numérique d'écoulement turbulent autour d'un obstacle
Author: Cun-Xiao ZhangSimulation numérique d'un écoulement de type jet pulsé
Author: Salwa MarzoukRelation entre la structure aérodynamique d'écoulements turbulents incompressibles et le bruit émis - cas du jet libre et d'une cavité peu profonde
Author: Hervé LazurePublisher:
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Languages : fr
Pages : 208
Book Description
CETTE ETUDE DES BRUITS D'ORIGINE AERODYNAMIQUE GENERES PAR DES ECOULEMENTS TURBULENTS INCOMPRESSIBLES A POUR OBJECTIFS DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES DE PRODUCTION D'ENERGIE ACOUSTIQUE ET DE REDUIRE LES NUISANCES SONORES EN AGISSANT SUR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT. UNE ETUDE NUMERIQUE DES MECANISMES DE PRODUCTION SONORE DE LA TURBULENCE EST APPLIQUEE AU CAS DU JET LIBRE. A PARTIR DE LA SIMULATION DU CHAMP AERODYNAMIQUE PAR UN MODELE K-, NOUS APPLIQUONS LE MODELE DE RIBNER QUI PERMET D'ESTIMER LES NIVEAUX DU RAYONNEMENT ACOUSTIQUE EN CHAMP LOINTAIN. APRES AVOIR VALIDE LA METHODE, NOUS ETUDIONS L'INFLUENCE DES PARAMETRES SECONDAIRES COMME L'INTENSITE DE TURBULENCE OU LA DIVERGENCE DU JET A LA SORTIE DE LA CONDUITE, A DEBIT ET DIAMETRE DE JET FIXES. EN PRATIQUE, CES DIFFERENTS PARAMETRES SONT MODIFIES PAR L'INTERMEDIAIRE DE LA CONFIGURATION GEOMETRIQUE DE LA BOUCHE DE SOUFFLAGE (FORME, GRILLES, DEFLECTEURS...). LES PRINCIPALES CONCLUSIONS DE CETTE ETUDE APPLIQUEE AUX CAS DES JETS SIMPLES, ANNULAIRES ET COAXIAUX MONTRENT QU'IL EST IMPORTANT DE RENDRE L'ECOULEMENT LE MOINS TURBULENT POSSIBLE A LA SORTIE DE LA CONDUITE ET QU'ELARGIR LE JET PEUT S'AVERER ETRE UN BON MOYEN DE REDUIRE LE BRUIT. LA SECONDE PARTIE DE CETTE ETUDE S'INTERESSE AU COMPORTEMENT AEROACOUSTIQUE DE LA CAVITE SOUS LES PANTOGRAPHES DU TGV. NOUS AVONS MIS EN PLACE UNE MAQUETTE DE LA CAVITE DANS UNE SOUFFLERIE ANECHOIQUE ET REALISE DES MESURES DE VITESSE PAR ANEMOMETRIE A FILS CHAUDS, DE FLUCTUATIONS DE PRESSION EN PAROI ET DU RAYONNEMENT ACOUSTIQUE EN CHAMP LOINTAIN. CETTE ETUDE EST COMPLETEE PAR DES SIMULATIONS NUMERIQUES DE L'ECOULEMENT A L'AIDE DU MODELE RNG K-. LE RAPPORT LONGUEUR SUR HAUTEUR DE LA CAVITE ETANT DE L'ORDRE DE HUIT, IL ETAIT TRES DIFFICILE DE PREVOIR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT. LES VISUALISATIONS DE L'ECOULEMENT SUR LES PAROIS ET LES MESURES ANEMOMETRIQUES MONTRENT QUE L'ECOULEMENT SE RATTACHE SUR LE FOND DE LA CAVITE ET DECOLLE A NOUVEAU AU PASSAGE DU BORD AVAL DE LA CAVITE. L'ETUDE ACOUSTIQUE A PERMIS DE MONTRER QUE LE SPECTRE DU RAYONNEMENT ACOUSTIQUE DE CETTE CONFIGURATION ETAIT LARGE BANDE ET QU'IL N'APPARAISSAIT PAS D'OSCILLATION AERODYNAMIQUE OU ACOUSTIQUE. DIFFERENTES METHODES DE LOCALISATION ONT PERMIS DE MONTRER QUE LES SOURCES ACOUSTIQUES SE SITUAIENT PRINCIPALEMENT AU NIVEAU DU BORD AVAL DE LA CAVITE.