Download or read book Analyse physique mod lisation et simulation num rique des jets simples et des jets coaxiaux turbulents compressibles et instationnaires written by Philippe Reynier (ingénieur) and published by . This book was released on 1995 with total page 288 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE A POUR OBJET L'ANALYSE PHYSIQUE, LA MODELISATION ET LA SIMULATION NUMERIQUE DES JETS RONDS ET DES JETS COAXIAUX TURBULENTS COMPRESSIBLES ET INSTATIONNAIRES. TOUT D'ABORD, NOUS AVONS PROCEDE A UNE REVUE DES CONNAISSANCES EXISTANTES SUR LES ECOULEMENTS ETUDIES AVEC UN EFFORT PARTICULIER AU NIVEAU DE L'ETUDE DES INSTABILITES DANS LA REGION PROCHE DES JETS. PUIS, L'ASPECT DE LA MODELISATION DU PROBLEME PHYSIQUE EST ABORDE AVEC L'EXPOSE DES DIFFERENTS NIVEAUX DE FERMETURE UTILISES DANS LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. ENSUITE, L'ASPECT NUMERIQUE EST PRESENTE A TRAVERS LA DESCRIPTION DETAILLEE DU SCHEMA AUX VOLUMES FINIS UTILISE POUR LES SIMULATIONS INDIRECTES. L'ETUDE DU JET ROND COMPRESSIBLE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES EFFETS DE COMPRESSIBILITE SUR LA STABILISATION DE L'ECOULEMENT AINSI QUE L'INFLUENCE DES CONDITIONS D'ENTREE SUR LA PRESENCE D'INSTABILITES DANS LA REGION PROCHE. ENFIN, SONT PRESENTES LES RESULTATS DES SIMULATIONS DE JETS COAXIAUX DANS DES CONFIGURATIONS HOMOGENES ET HETEROGENES. CETTE DERNIERE PARTIE A POUR INTERET INDUSTRIEL L'ETUDE DES PHENOMENES PHYSIQUES LIES A L'INJECTION DANS LES MOTEURS FUSEES CRYOTECHNIQUES

Download or read book IUTAM Symposium on Variable Density Low Speed Turbulent Flows written by Louis Fulachier and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2012-12-06 with total page 372 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The General Assembly of the International Union of Theoretical and Applied Mechanics in its meeting on August 28, 1994, selected for 1996 only four Mechanics Symposia, of which ours is the only one related to Fluid Mechanics: Variable Density Low Speed Turbulent Flows. This IUTAM Symposium, organized by the Institut de Recherche sur les Phenomenes Hors Equilibre (Marseille), is the logical continuation of the meetings previously organized or co-organized - on the French or European level, such as Euromech 237, Marseille, 1988 - by the same research group ofMarseille. This meeting focused specifically on the structure of turbulent flows in which density varies strongly : the effect of this variation on the velocity and scalar fields is in no sense negligible. We were mainly concerned with low-speed flows subjected to strong local changes of density as a consequence of heat or mass transfer or of chemical reactions. Compressible turbulent flows - such a!" supersonic ones - were also considered in order to underline their similarities to and their differences from low-speed variable density flows.

Download or read book Analyse physique mod lisation et simulation num rique des m canismes de m lange dans les jets simples et coaxiaux turbulents written by Gilles Harran and published by . This book was released on 1994 with total page 27 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE BUT DE CETTE THESE EST L'ANALYSE PHYSIQUE, LA MODELISATION ET LA SIMULATION NUMERIQUE DES MECANISMES DE MELANGE DANS LES JETS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE SOUS L'EFFET DE FORTES INCIDENCES DE DENSITE. DANS UN PREMIER TEMPS, L'OUTIL DE CALCUL PAR RESOLUTION DES EQUATIONS PARABOLIQUES DE PRANDTL AVEC MODELISATION AU SECOND ORDRE EST VALIDE PAR UNE DOUBLE COMPARAISON AVEC L'EXPERIENCE EN SITUATION ISOVOLUME ET A DENSITE VARIABLE. PUIS, UNE REFLEXION EST MENEE SUR L'INFLUENCE DU CHOIX DE REGROUPEMENT STATISTIQUE SUR LA PREDETERMINATION DES PROPRIETES DE MELANGE DES JETS HETEROGENES. L'ANALYSE S'APPUIE SUR LA COMPARAISON DE MODELES ANALOGUES EN MOYENNE PONDEREE PAR LA MASSE VOLUMIQUE OU NON PONDEREE PAR LA MASSE VOLUMIQUE. UNE ETUDE PARAMETRIQUE PERMET DE DETERMINER DES EFFETS DE DENSITE SUR LE DEVELOPPEMENT D'UN JET TURBULENT DE FACON COGNITIVE MAIS AUSSI ANALYTIQUE. L'INFLUENCE DE PARAMETRES, TELS QUE LA GRAVITE ET LES CONDITIONS D'EMISSION EST EGALEMENT DISCUTEE. ENFIN, SONT ABORDES LES ASPECTS SPECIFIQUES DE LA CONFIGURATION GEOMETRIQUE DE JETS COAXIAUX QUI PRESENTE UN INTERET APPLICATIF A L'INJECTION DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION DES MOTEURS FUSEES

Download or read book Simulation num rique et analyse physique d un jet propulsif contr l par des injections radiales written by Nicolas Chauvet and published by . This book was released on 2007 with total page 324 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: A cause de sa température élevée, le jet propulsif d'un avion de combat est une source de rayonnement infrarouge qui rend l'appareil très vulnérable. Ce rayonnement peut toutefois être réduit en accélérant le mélange du jet avec l'atmosphère. Cette thèse est consacrée à la simulation numérique d'un jet propulsif réaliste contrôlé par des injections radiales et à l'analyse physique des mécanismes d'augmentation de son mélange. Deux types de simulations, RANS et ZDES, ont été réalisés sur la base du modèle de Spalart-Allmaras. Dans le modèle ZDES, une nouvelle longueur caractéristique de maille est formulée et améliore sensiblement la prévision de la région initiale du jet. Globalement, les simulations ZDES restituent fidèlement le champ moyen du jet supersonique sans et avec contrôle, aussi bien les cellules de détente/compression que la diffusion turbulente. L'analyse physique est dédiée à la compréhension d'une part des mécanismes compressibles concentrées au coeur du jet et d'autre part des mécanismes tourbillonnaires périphériques ainsi qu'à l'évaluation de leurs rôles respectifs dans l'augmentation du mélange. Il en ressort que l'augmentation du mélange est exclusivement due aux mécanismes tourbillonnaires. Une étude paramétrique fournit des indications pour concevoir un mélangeur efficace. L'analyse des tourbillons focalisée sur le régime lointain quasi-bidimensionnel souligne leur dynamique moyenne et fait apparaître l'action des fluctuations turbulentes sur leur taux de dégénérescence. Enfin, deux régimes de contrôle sont identifiés et associés aux pénétrations respectivement quasi-stationnaire et intermittente des jets secondaires.

Download or read book Analyse physique mod lisation et simulation num rique des coulements turbulents instationnaires en canal puls s written by Mustapha-el-Habib Boudghène-Stambouli and published by . This book was released on 1995 with total page 156 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES TRAVAUX REALISES DANS CETTE ETUDE S'INSCRIVENT DANS LE CADRE DE L'ANALYSE DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES. ELLE CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT LES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES PULSES EN CANAL. LE CHOIX DE CETTE CONFIGURATION A ETE FAITE DANS LE BUT D'ETUDIER SEPAREMENT L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES QUI GERENT CE TYPE D'ECOULEMENT. LE TRAVAIL RAPPORTE CONCERNE: (I) LA VALIDATION D'UN CODE DE CALCUL ; (II) UNE ANALYSE PHYSIQUE: *TOUT D'ABORD, DANS LE CAS LAMINAIRE, *DANS LE CAS TRANSITIONNEL, PAR L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE L'INSTATIONNARITE SUR LA TRANSITION DE LA COUCHE LIMITE, *ENFIN, DANS LE CAS PLUS COMPLEXE A SAVOIR L'ETAT TURBULENT OU UNE ETUDE PARAMETRIQUE S'AVERA UTILE DANS LA COMPREHENSION DES MECANISMES PHYSIQUES DE CE TYPE D'ECOULEMENT AINSI QUE DANS LE COMPORTEMENT DES DIFFERENTS MODELES DE TURBULENCE ; (III) UNE EVALUATION DES MODELES DE FERMETURE A ZERO EQUATION, A DEUX EQUATIONS ET A FAIBLES NOMBRES DE REYNOLDS DE TURBULENCE AINSI QU'UN MODELE AUX CONTRAINTES DE REYNOLDS ; (IV) LE BUT ULTIME DE CETTE ANALYSE DEVRA NOUS CONDUIRE A UNE MEILLEURE MODELISATION DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES

Download or read book Simulation num rique des jets et sillages instationnaires dans la conception de formes a rodynamiques written by Pierre Giner and published by . This book was released on 2012 with total page 211 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'intégration aérodynamique des turboréacteurs à grand taux de dilution nécessite, dès les phases de conception, une connaissance précise des propriétés instationnaires du développement du jet à l'aide de la simulation numérique. Différents niveaux de modélisation sont étudiés dans cette thèse pour évaluer la capacité des méthodes numériques à caractériser le développement du jet. Une configuration de jet moteur double-flux est ici étudiée, en s'appuyant sur une large base de données expérimentale. La modélisation par les équations de Navier-Stokes moyennées démontre une bonne capacité des modèles de turbulence à reproduire les champs moyens de ce type d'écoulement, particulièrement au niveau des couches de mélange. La capture des systèmes de choc développés au sein des jets primaire et secondaire, ainsi que la prévision des niveaux de turbulence des écoulements sont en revanche peu satisfaisantes. Un recalage de la simulation sur les conditions turbulentes expérimentales, à l'aide de différentes configurations, pallie en partie ce défaut. La nécessité de procéder à un calcul et non plus à une modélisation des phénomènes turbulents conduit à l'application d'une méthode de calcul à résolution de turbulence. L'approche hybride de simulation des tourbillons détachés type DES (Detached Eddy Simulation) de cet écoulement montre une précision au moins équivalente pour la prévision des champs moyens et apporte une grande quantité d'informations supplémentaire sur les champs fluctuants et les caractéristiques instationnaires des couches de mélange du jet, en accord avec les données expérimentales. On conclue sur l'applicabilité de cette méthode dans un contexte industriel,son gain de précision rapporté à son temps de calcul et la perspective d'une telle approche pour une configuration de jet installée plus complexe.

Download or read book Analyse physique et mod lisation d coulements instationnaires turbulents autour de structures portantes en a rodynamique externe written by Larissa Smaguina Laval and published by . This book was released on 1998 with total page 372 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE TURBULENT AUTOUR DU PROFIL D'AILE A FORTE INCIDENCE EST ETUDIE PAR L'ANALYSE PHYSIQUE, SIMULATION NUMERIQUE, AINSI QUE PAR LA COMPARAISON AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES. L'APPROCHE DE MACROSIMULATION DE STRUCTURES ORGANISEES (OES, ORGANIZED EDDY SIMULATION ) EST ADOPTEE EN COUPLAGE AVEC LE MODELE DE TURBULENCE A DEUX EQUATIONS, DANS LE PRESENT TRAVAIL. UNE ETUDE DU CHOIX DU TRAITEMENT PARIETAL APPROPRIE EST EFFECTUEE AU SEIN DU MODELE DE TURBULENCE. UNE ANALYSE DETAILLEE DE LA DEPENDANCE DE LA SOLUTION VIS-A-VIS DE PARAMETRES NUMERIQUES, ET NOTAMMENT DE MAILLAGES EST PRESENTEE. L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE TURBULENT AUTOUR DU PROFIL D'AILE IMMOBILE A DES INCIDENCES DE 12, 14 ET 20 EST ETUDIE. L'INSTATIONNARITE NATURELLE DE L'ECOULEMENT EST PRISE EN COMPTE PAR L'APPROCHE DE MODELISATION DES STRUCTURES ORGANISEES. LE MODELE A DEUX EQUATIONS INCLUANT LE TRAITEMENT PARIETAL A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS BASE SUR LA FONCTION D'AMORTISSEMENT CHOISIE EST IMPLEMENTE SUR LE MAILLAGE APPROPRIE. L'AUGMENTATION DISCRETE DE L'INCIDENCE PERMET L'OBSERVATION DE L'EVOLUTION DU DECOLLEMENT DE LA COUCHE LIMITE, AINSI QUE L'APPARITION DE L'ALLEE TOURBILLONNAIRE ALTERNEE DE VON KARMAN ET DES TOURBILLONS DE KELVIN-HELMHOLTZ. L'ETUDE DU PROFIL OSCILLANT AUTOUR DE L'INCIDENCE MOYENNE DE 12 PERMET D'ESTIMER L'IMPACT DE L'INSTATIONNARITE FORCEE SUR L'ECOULEMENT AUTOUR DU PROFIL, AINSI QUE SON INTERACTION AVEC L'INSTATIONNARITE NATURELLE. DEUX TYPES D'OSCILLATIONS SONT CONSIDERES : LE MOUVEMENT DE TYPE TANGAGE ET LE MOUVEMENT COMBINE DE TAMIS/TANGAGE. L'APPARITION DU TOURBILLON DE DECROCHAGE ET LE PHENOMENE DE RELAMINARISATION SONT OBSERVES. CE DERNIER SE MANIFESTE PAR L'APPARITION DE BOUCLES D'HYSTERESIS SUR LES COURBES DES PARAMETRES AERODYNAMIQUES. LE MODELE DU PREMIER ORDRE A DEUX EQUATIONS PERMET UNE PREDICTION CORRECTE DES PHENOMENES PROPRES AUX ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES AUTOUR DE PROFILS D'AILE ET UN RELATIVEMENT BON ACCORD AVEC L'EXPERIENCE.

Download or read book Analyse physique par simulation num rique et mod lisation des coulements d coll s instationnaires autour de surfaces portantes written by Yannick Hoarau and published by . This book was released on 2002 with total page 260 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les écoulements instationnaires laminaires et turbulents autour de surfaces portantes sont étudiés pour un fluide incompressible. Après une étude détaillée de l'instabilité de von Karman générée par l'écoulement à 20ʿ autour d'un profil NACA12, la mise en place de l'instabilité secondaire et les étapes successives vers la transition 3D sont examinées. Cette étude se focalise sur l'identification des mécanismes de transition 3D ainsi que sur la structure de la mise en place de la turbulence. L'étude des résultats de la DNS par décomposition en moyenne de phase permet l'identification des mécanismes physiques relatifs à la naissance de la turbulence et leurs interactions avec les structures cohérentes 3D dans la région de proche paroi. L'accès au tenseur de Reynolds ainsi qu'aux différents gradients de vitesses permet de tester différentes lois constitutives des modèles de turbulence et de les améliorer pour des écoulements instationnaires fortement décollés. Puis les écoulements turbulents instationnaires à grand nombre de Reynolds autour de surfaces portantes à forte incidence sont étudiés. La méthode de macrosimulation " Organised Eddy Simulation ", basée sur la résolution des équations de Navier-Stokes en moyenne de phase est utilisée. La modélisation de la turbulence aléatoire est effectuée en adaptant et en améliorant les modèles à deux équations pour bien prédire l'instationnarité du décollement et des structures cohérentes en aval du profil d'aile. L'amélioration des échelles du coefficient de diffusivité dans le contexte de la modélisation au premier ordre a été faite grâce à la modélisation au second ordre. Une bonne prédiction du développement des structures organisées a été obtenue, ainsi que de l'amplification des instabilités et des fréquences des oscillations apparaissant sous l'effet de la viscosité, phénomènes importants tant sur le plan fondamental que dans le domaine des applications en Aérodynamique Instationnaire (interaction fluide-structure).

Download or read book Etude num rique de la dynamique tourbillonnaire et du m lange dans les jets coaxiaux turbulents written by Guillaume Balarac (chercheur en génie mécanique).) and published by . This book was released on 2006 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur l'étude par simulation numérique de jets ronds coaxiaux à fort rapport de vitesse avec une attention particulière portée sur trois aspects : la transition de ces jets vers la turbulence, le mélange dans cette configuration d'écoulement et l'influence du nombre de Reynolds sur ces deux précédents points. Dans un premier temps, nous réalisons des simulations numériques directes de jets coaxiaux à un nombre de Reynolds modéré. Ces jets générent une région de recirculation lorsque le rapport des vitesses entre les jets externe et interne dépasse une valeur critique. Les anneaux de Kelvin-Helmholtz intérieurs et extérieurs ont un développement couplé. Ils sont convectés avec une même fréquence de passage contrôlée par la couche cisaillée extérieure. Ensuite, comme pour les jets ronds, des tourbillons longitudinaux contra-rotatifs apparaissent initiant la tridimensionnalisation de l'écoulement. La région de recirculation influence les anneaux de Kelvin-Helmholtz internes en les ralentissant et en les étirant longitudinalement. Deux modèles théoriques prédisant des grandeurs globales du jet (la longueur du cône potentiel interne et la valeur du rapport de vitesse critique au-delà duquel la région de recirculation apparaît) montrent l'influence de l'épaisseur de quantité de mouvement intérieure initiale. Les propriétés de mélange ont ensuite été étudiées en résolvant l'équation de transport d'un traceur simultanément aux équations de Navier-Stokes. Les structures cohérentes de l'écoulement contrôlent le processus de mélange. Les tourbillons longitudinaux augmentent le mélange par un phénomène d'éjection du traceur en périphérie du jet. Cependant, la configuration initiale du jet montre que des poches de traceur non mélangé persistent à la fin de la transition. Les modifications des conditions d'entrée du jet diminuant ces poches sont celles qui permettent une génération plus précoce ou plus intense de structures longitudinales. C'est le cas de la région de recirculation qui étire longitudinalement les structures. De la même façon, un forçage azimutal de la couche cisaillée externe (qui domine la dynamique) améliore nettement le mélange et semble être plus performant qu'un forçage axisymétrique en ce qui concerne le mélange en champ proche. Pour finir, nous avons réalisé des simulations des grandes échelles de jets coaxiaux à hauts nombres de Reynolds. L'auto-similitude des jets coaxiaux en turbulence pleinement développée a permis une validation sur les données expérimentales. Les quantités globales des jets coaxiaux sont fortement dépendantes du nombre de Reynolds jusqu'à ce que celui-ci atteigne une valeur de l'ordre de 10000. Au-delà de cette valeur, ces quantités sont quasi-indépendantes du nombre de Reynolds en raison du phénomène de ``mixing transition'' qui implique une déstabilisation tridimensionnelle immédiate du jet. Cette déstabilisation précoce des couches cisaillées conduit la région de recirculation à un comportement instationnaire. Enfin, cela permet une nette amélioration du mélange avec un phénomène d'éjection du traceur proche de l'entrée du jet.

Download or read book Physique et mod lisation d un jet d impact turbulent written by Song Giang Le and published by . This book was released on 1998 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse présente une étude de la physique et de la modélisation des jets d'impact turbulent. Un code numérique original pour calculer l'écoulement incompressible, instationnaire a été développé. Il est implicite de 2ème ordre de précision en espace et en temps, basé sur la méthode aux volumes finis avec le maillage non-décalé. Les équations de quantité de mouvement sont résolues par la méthode ADI pour le champ de vitesse, pendant que la pression est obtenue en résolvant l'équation de Poisson avec les conditions aux limites de type Neumann par la méthode multigrille. La condition de compatibilité est respectée pour que la solution de l'équation de Poisson existe. Les équations de transfert des grandeurs de la turbulence sont résolues par la même méthode ADI. Toutes les équations sont découplées. Le jet d'impact plan, turbulent avec le nombre de Reynolds Re=6000 et la hauteur H/B=10 de Tsubokura et al. (1997) a été calculé par la méthode Semi-Déterministe avec quatre modèles de turbulence k-epsilon : STD, RNG, LS et LB. Bien que les résultats de calcul soient comparables assez bien avec ceux de l'expérience, cette étude a montré une faiblesse majeure des modèles : ils ne peuvent pas bien décrire les effets de faible nombre de Reynolds turbulent dans un écoulement ayant une configuration complexe. Cette insuffisance a été surmontée en utilisant le nouveau modèle proposé. A la différence de la plupart des modèles, les fonctions d'amortissement du nouveau modèle n'exigent pas la présence de paroi. Avec l'aide du nouveau modèle, la prédiction de la turbulence a été sensiblement améliorée. Les résultats de prédétermination des grandeurs moyennes (temporelles ou d'ensemble) d'un jet d'impact se trouvent aussi améliorés.

Download or read book Simulation num rique et analyse physique des couches limites turbulentes compressibles sous l influence des gradients de pression written by Thi Phuong Nguyen and published by . This book was released on 1998 with total page 178 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacre à la modélisation numérique et l'analyse physique des couches limites compressibles soumises à des gradients de pression favorables et adverses. Dans la première partie, une couche limite incompressible sans gradient de pression est calculée par un code de calcul de type parabolique. les résultats théoriques et expérimentaux nous ont permis de valider ce code et d'évaluer la performance des différents modèles de turbulence a deux équations. Ensuite, nous étudions les effets de la compressibilité. L'extension des fonctions d'amortissement des modèles classiques de type k - e aux écoulements compressibles est discutée. Les résultats comparés avec les données expérimentales nous montrent la capacité des modèles de décrire des couches limites compressibles. Dans la dernière partie, le code de calcul est appliqué aux écoulements compressibles à des gradients de pression favorables et adverses. Les effets des gradients de pression sur les couches limites subsoniques sont analysés, et ensuite nous étudions les effets combinés des gradients de pression et de la compressibilité. Les performances de différents modèles dans ces configurations complexes sont évaluées.

Download or read book Analyse physique du comportement instationnaire d un jet turbulent written by Nidal Atassi and published by . This book was released on 1993 with total page 151 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOTRE RECHERCHE PORTE SUR L'ETUDE DE LA REACTION D'UN JET TURBULENT AXISYMETRIQUE A UNE INSTATIONNARITE EXTERNE FORCEE IMPOSEE PAR UNE BRUSQUE CHUTE DE VITESSE A L'EJECTION. UNE INSTALLATION EXPERIMENTALE DE JET D'AIR AXISYMETRIQUE A VITESSE D'EJECTION VARIABLE (RE=13350, 7000) A ETE REALISEE. LES MESURES SONT OBTENUES PAR ANEMOMETRIE A FILS CHAUDS. UN TRAVAIL IMPORTANT DE TRAITEMENT NUMERIQUE DES DONNEES EN REGIME INSTATIONNAIRE ET DES QUALIFICATIONS FINES DE L'AERODYNAMIQUE DE L'INSTALLATION ONT ETE EFFECTUEES. UNE INTRODUCTION A LA PROBLEMATIQUE DU SUJET NOUS PERMET DE PRECISER LES DIFFERENTS TYPES D'INTERACTION ENTRE L'ECOULEMENT ET L'INSTATIONNARITE EXTERNE. LEURS CONSEQUENCES SUR LES CARACTERISTIQUES GLOBALES ET SUR LES STRUCTURES TURBULENTES SONT DISCUTEES. UNE ANALYSE PAR ORDRE DE GRANDEUR CONDUIT A UNE CLASSIFICATION DES PHENOMENES D'INTERACTION. L'INSTATIONNARITE INITIALE BALAIE L'ECOULEMENT DU JET TOUT EN ETANT GEREE PAR LUI-MEME. L'ADAPTATION LOCALE DE L'ECHELLE DE TEMPS DE LA DECROISSANCE DE LA VITESSE A L'ECHELLE DE TEMPS DU JET EST MISE EN EVIDENCE. LA REACTION DES STRUCTURES TURBULENTES EST ETUDIEE D'UNE FACON DETAILLEE. ENSUITE, LA CARACTERISATION DE L'EVOLUTION INSTATIONNAIRE DU CHAMP DE VITESSE SUR L'AXE DU JET EST PRESENTEE. LA PROPAGATION DE LA PERTURBATION, SA FORME ET SON TEMPS CARACTERISTIQUE SONT EN BON ACCORD AVEC LES RESULTATS D'UN MODELE ANALYTIQUE BASE SUR LES EQUATIONS SIMPLIFIEES DE COUCHE LIMITE. LES EVOLUTIONS TEMPORELLES AFFINES ET SYNCHRONISEES DE LA VITESSE MOYENNE ET DES COMPOSANTES FLUCTUANTES DE VITESSE ONT ETE MISES EN EVIDENCE. UNE INVERSION LOCALE DU SIGNE DE GRADIENT LONGITUDINAL DE LA VITESSE MOYENNE AXIALE LORS DE LA CHUTE, CREE UN DESEQUILIBRE DE LA TURBULENCE MENANT A UNE INVERSION DE LA CASCADE D'ENERGIE. L'EVOLUTION INSTATIONNAIRE TRANSVERSALE MONTRE UNE AUGMENTATION DE DIAMETRE DU JET D'ENVIRON 20 % PENDANT LA CHUTE DE VITESSE. CECI PEUT-ETRE DU A UN EFFET DE SILLAGE ET UN EFFET DE RETARD DE L'ACTIVITE DES GRANDES STRUCTURES GERANT L'ENTRAINEMENT DU JET. ENFIN, UN BILAN DE QUANTITE DE MOUVEMENT DANS LA ZONE AFFECTEE PAR L'INSTATIONNARITE EST EFFECTUE. L'EVOLUTION TEMPORELLE DU BILAN D'ENERGIE CINETIQUE ET DES TERMES DE PRODUCTION DES EQUATIONS DES TENSIONS DE REYNOLDS SONT PRESENTES. CE TRAVAIL CENTRE SUR L'ANALYSE FINE D'UN ECOULEMENT MODELE INSTATIONNAIRE NOUS PERMET D'UNE PART D'ACQUERIR UNE MEILLEURE COMPREHENSION PHYSIQUE DES INTERACTIONS ENTRE UN ECOULEMENT DU JET ET UNE FORTE INSTATIONNARITE EXTERNE IMPOSEE ET D'AUTRE PART DE FOURNIR UNE BASE DETAILLEE DE COMPARAISON POUR LES SIMULATIONS NUMERIQUES

Download or read book Etude num rique de la dynamique tourbillonnaire et du m lange dans les jets coaxiaux turbulents written by Guillaume Balarac and published by . This book was released on 2006 with total page 228 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur l'étude par simulation numérique de jets ronds coaxiaux à fort rapport de vitesse avec une attention particulière portée sur trois aspects : la transition de ces jets vers la turbulence, le mélange dans cette configuration d'écoulement et l'influence du nombre de Reynolds sur ces deux précédents points. Dans un premier temps, nous réalisons des simulations numériques directes de jets coaxiaux à un nombre de Reynolds modéré. Ces jets générent une région de recirculation lorsque le rapport des vitesses entre les jets externe et interne dépasse une valeur critique. Les anneaux de Kelvin-Helmholtz intérieurs et extérieurs ont un développement couplé. Ils sont convectés avec une même fréquence de passage contrôlée par la couche cisaillée extérieure. Ensuite, comme pour les jets ronds, des tourbillons longitudinaux contra-rotatifs apparaissent initiant la tridimensionnalisation de l'écoulement. La région de recirculation influence les anneaux de Kelvin-Helmholtz internes en les ralentissant et en les étirant longitudinalement. Deux modèles théoriques prédisant des grandeurs globales du jet (la longueur du cône potentiel interne et la valeur du rapport de vitesse critique au-delà duquel la région de recirculation apparaît) montrent l'influence de l'épaisseur de quantité de mouvement intérieure initiale. Les propriétés de mélange ont ensuite été étudiées en résolvant l'équation de transport d'un traceur simultanément aux équations de Navier-Stokes. Les structures cohérentes de l'écoulement contrôlent le processus de mélange. Les tourbillons longitudinaux augmentent le mélange par un phénomène d'éjection du traceur en périphérie du jet. Cependant, la configuration initiale du jet montre que des poches de traceur non mélangé persistent à la fin de la transition. Les modifications des conditions d'entrée du jet diminuant ces poches sont celles qui permettent une génération plus précoce ou plus intense de structures longitudinales. C'est le cas de la région de recirculation qui étire longitudinalement les structures. De la même façon, un forçage azimutal de la couche cisaillée externe (qui domine la dynamique) améliore nettement le mélange et semble être plus performant qu'un forçage axisymétrique en ce qui concerne le mélange en champ proche. Pour finir, nous avons réalisé des simulations des grandes échelles de jets coaxiaux à hauts nombres de Reynolds. L'auto-similitude des jets coaxiaux en turbulence pleinement développée a permis une validation sur les données expérimentales. Les quantités globales des jets coaxiaux sont fortement dépendantes du nombre de Reynolds jusqu'à ce que celui-ci atteigne une valeur de l'ordre de 10000. Au-delà de cette valeur, ces quantités sont quasi-indépendantes du nombre de Reynolds en raison du phénomène de ``mixing transition'' qui implique une déstabilisation tridimensionnelle immédiate du jet. Cette déstabilisation précoce des couches cisaillées conduit la région de recirculation à un comportement instationnaire. Enfin, cela permet une nette amélioration du mélange avec un phénomène d'éjection du traceur proche de l'entrée du jet.

Download or read book Analyse physique et mod lisation d coulements turbulents instationnaires compressibles autour de surfaces portantes par approches statistiques haute fid lit et de dimension r duite dans le contexte de l interaction fluide structure written by Rémi Bourguet and published by . This book was released on 2008 with total page 242 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le contexte de la prédiction d'écoulements aérodynamiques, l'élaboration d'une stratégie de modélisation hiérarchique permet d'envisager conjointement la simulation précise des phénomènes physiques par une approche "Haute-Fidélité" (HF) et l'intégration de modèles de faible complexité numérique au sein de procédures d'optimisation ou de contrôle. Une loi constitutive est proposée pour la modélisation HF des contraintes turbulentes dans le cadre de l'approche statistique Organised Eddy Simulation grâce à l'introduction d'une viscosité de turbulence tensorielle permettant de capturer les non-linéarités apparaissant entre tenseurs de déformation moyenne et d'anisotropie des contraintes turbulentes dans les régions hors-équilibre. Parallèlement, une approche de modélisation d'ordre réduit fondée sur la projection de Galerkin des équations de Navier-Stokes compressibles, sur une base extraite par Décomposition Orthogonale aux valeurs Propres (POD), est développée.

Download or read book Mod lisation et simulation de la turbulence compressible en milieu diphasique written by Jean Decaix and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation des écoulements cavitants est confrontée à des difficultés de modélisation et de résolution numérique provenant des caractéristiques particulières de ces écoulements : changement de phase, gradient de masse volumique important, variation du nombre de Mach, turbulence diphasique, instationnarités. Dans cette thèse, nous nous sommes appliqués à dériver proprement le modèle de mélange homogène 1-fluide couplé à une modélisation RANS de la turbulence. A partir des termes contenus dans ces équations et de la nature des écoulements cavitants étudiés, plusieurs modèles de turbulence basés sur la notion de viscosité turbulente ont été testés : modèles faiblement non-linéaires (corrections SST et de réalisabilité), ajout des termes de turbulence compressible, application de la correction de Reboud, modèles hybrides RANS/LES (DES, SAS). Ces modèles ont été incorporés dans un code compressible qui fait appel à une résolution implicite en pas de temps dual des équations de conservation avec une technique de pré-conditionnement bas-Mach pour traiter les zones incompressibles. Les simulations 2D et 3D ont porté sur deux géométries de type Venturi caractérisées par la présence d'une poche de cavitation instationnaire due à l'existence d'un jet rentrant liquide/vapeur le long de la paroi. Elles montrent que l'ensemble des modèles sont capables de capturer le jet rentrant. En revanche, la dynamique de la poche varie entre les modèles et le manque de données expérimentales ne permet pas de discriminer les modèles entre eux. Il apparaît à la vue des résultats que les approches avec la correction de Reboud ou les modèles SAS améliorent la simulation des écoulements.

Download or read book ANALYSE PHYSIQUE ET SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES APPLICATION AUX TUYERES DE PROPULSEURS written by ABDELLAH.. HADJADJ and published by . This book was released on 1997 with total page 190 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE ETUDIE ESSENTIELLEMENT DES PHENOMENES TOUCHANT AU DOMAINE AERONAUTIQUE ET SPATIAL. ELLE TRAITE L'EXAMEN PAR SIMULATIONS NUMERIQUES DES ECOULEMENTS DANS LES TUYERES DE MOTEUR FUSEE, LES ECOULEMENTS D'ARRIERE-CORPS, ET LES ECOULEMENTS DANS LES ENTREES D'AIR SUPERSONIQUES. LA MOTIVATION PRINCIPALE DE CE TRAVAIL A ETE DE COMPRENDRE LES DIFFERENTS FACTEURS QUI GOUVERNENT CES ECOULEMENTS. LE MEMOIRE EST ORGANISE EN HUIT CHAPITRES ET ABORDE SUCCESSIVEMENT LES MODELES MATHEMATIQUES, LEUR INTEGRATION NUMERIQUE ET LEXPLOITATION DES RESULTATS OBTENUS DANS UN BUT DE COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES RENCONTRES DANS DES CONFIGURATIONS D'ECOULEMENTS PRATIQUES. FAISANT SUITE AU CHAPITRE 1, INTRODUCTIF AU CONTENU DE LA THESE, LE CHAPITRE 2 EST CONSACRE AU DEVELOPPEMENT DES MODELES PHYSIQUES ET MATHEMATIQUES DE LA MECANIQUE DES FLUIDES A TRAVERS UN RAPPEL LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES INSTANTANNEES PUIS MOYENNEES. LE CHAPITRE 3 DECRIT LA METHODE NUMERIQUE UTILISEE. LE CHAPITRE 4 TRAITE LE PROBLEME DELICAT DES CONDITIONS AUX LIMITES. LE CHAPITRE 5, QUANT A LUI, ETUDIE LE DECOLLEMENT DE JETS DANS LES TUYERES DE MOTEURS FUSEES. L'ATTENTION EST PORTEE SUR LES PHENOMENES APPARAISSANT A L'INTERIEUR DE LA TUYERE (POSITION DU POINT DU DECOLLEMENT, DEVELOPPEMENT DES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES A L'AMORCAGE DE LA TUYERE, APPARITION DE PHENOMENE DE REFLEXION DE MACH). LE CHAPITRE 6 EST CONSACRE A L'ETUDE DETAILLEE DES ECOULEMENTS D'ARRIERE-CORPS. LE CHAPITRE 7 CONCERNE LES INTERACTIONS DE CHOCS, EN PARTICULIER LES TRANSITIONS POSSIBLES ENTRE REFLEXION REGULIERE ET REFLEXION DE MACH. LE DOCUMENT SE TERMINE PAR UNE CONCLUSION GENERALE QUI FAIT L'OBJET DU CHAPITRE 8 ET REPREND LES OBJECTIFS DU TRAVAIL ET LES PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS.

Download or read book coulements turbulents cisaill s libres masse volumique variable written by Laurent Joly (ingénieur).) and published by . This book was released on 1994 with total page 267 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL S'ARTICULE AUTOUR DE DEUX POINTS DE VUE SUR LA SPECIFICITE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE: L'ANALYSE PHYSIQUE DES MECANISMES PROPRES A CETTE SITUATION ET LE PROBLEME DE LA MODELISATION DE TELS ECOULEMENTS. ON FAIT D'ABORD LE POINT SUR LES OUTILS DE LA DESCRIPTION STATISTIQUE DE L'ETAT ET DU MOUVEMENT TURBULENT DE FLUIDE A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. ON PROPOSE UNE SYNTHESE CRITIQUE DES OPTIONS DE FORMULATION DES EQUATIONS OUVERTES AUX MOMENTS STATISTIQUES JUSQU'A L'ORDRE DEUX. LE POTENTIEL D'UNE ANALYSE PHYSIQUE DES EFFETS DE DENSITE, BASEE SUR UNE DESCRIPTION SIMPLIFIEE DES CHAMPS MOYENS CENTRES, EST ENSUITE EXPLORE. L'EXISTENCE ET LA NATURE DE REGIONS DE SIMILITUDE FONT L'OBJET D'UNE DISCUSSION LIMITEE AUX CONFIGURATIONS DE COUCHE DE MELANGE ET DE JET. A PROPOS DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE, L'ACCENT EST PORTE SUR LA TRANSPOSITION, AUX ECOULEMENTS A DENSITE VARIABLE, DES FERMETURES EN UN POINT DEVELOPPEES POUR L'ECOULEMENT A MASSE VOLUMIQUE CONSTANTE. LE LIEN ENTRE LES FORMULATIONS INITIALES ET LEUR POTENTIEL DE MODELISATION EST ECLAIRCI. LA DERNIERE PARTIE MET EN UVRE CES PROPOSITIONS DANS UNE SIMULATION NUMERIQUE DE TYPE PARABOLIQUE DE JETS AXISYMETRIQUES A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. CET OUTIL PERMET DE REVENIR SUR L'ANALYSE PHYSIQUE DE L'ECOULEMENT APRES VALIDATION DE LA PROCEDURE