Download or read book Simulations de grandes chelles turbulentes en coulement hors quilibre written by Ignace Befeno and published by . This book was released on 2002 with total page 243 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le cadre des simulations de grandes structures, un nouveau modèle de sous- maille, à viscosité de turbulence, avec deux équations de transport a été développé. L'échelle caractéristique de vitesse de la viscosité de turbulence est évaluée par l'énergie cinétique de turbulence du champ implicite donnée par une première équation de transport. Quant à l'échelle de longueur, elle n'est plus unique, donnée par la taille de la grille du calcul, mais est estimée de manière dynamique par une deuxième équation d'évolution, celle pour la dissipation de l'énergie cinétique de turbulence de sous-maille. Ainsi, le modèle de sous-maille à deux équations se propose de répondre au problème posé par les situations de déséquilibre où la correspondance entre échelle de sous-maille et échelle de dissipation n'est plus justifiée. Ce qui implique que l'hypothèse d'une échelle de longueur de viscosité de turbulence déterminée par la seule largeur du filtre n'est plus réaliste.Dans ce mémoire, le modèle à deux équations est appliqué dans le cas d'un écoulement en non-équilibre spectral produit par la rencontre entre deux écoulements d'échelles différentes : la couche de mélange non cisaillée. Les résultats sont comparés aux données expérimentales de Veeravalli et Warhaft. Pour traiter ce cas, une nouvelle méthode de génération d'un champ analytique homogène, anisotrope a été mise au point pour créer des conditions d'entrée proches de l'expérience. Cette méthode a été validée au préalable dans le cas d'un écoulement de canal plan stationnaire.

Download or read book Etude d une couche de m lange turbulente non cisaill e par simulation des grandes chelles written by Liang Shao and published by . This book was released on 1992 with total page 179 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail de cette thèse est une contribution a l'étude de la turbulence inhomogène et s'inscrit dans le cadre d'étude à finalité aéronautique. Il s'agit d'une approche, par simulation numérique directe des grandes échelles de la turbulence, de l'interaction de deux turbulences d'échelles et de niveaux énergétiques différents, placées cote à cote à l'instant initial et évoluant librement sans gradient de vitesse moyenne. Une telle situation physique constitue le cas le plus simple pour l'étude des phénomènes de transport spatial de turbulence, une seule direction d'inhomogénéité étant présente. Le but essentiel de l'étude est de compléter les résultats expérimentaux fournis par un travail effectue par Warhaft a l'université de Cornell, contribuant par la a une meilleure compréhension de mécanismes physiques encore mal pris en compte dans les modèles simples. Les résultats de simulation montrent un bon accord qualitatif avec l'expérience existante. De plus, des informations non accessibles expérimentalement sont obtenues. Ce sont les corrélations triples de vitesse qui assurent le transport de turbulence, tandis que la corrélation pression vitesse tend à contrebalancer légèrement ce transport. Le mécanisme de transport de turbulence est maintenant mieux compris, notamment en ce qui concerne le rôle joué par l'intermittence. Dans un but pratique d'applications industrielles, les résultats de simulation sont compares a ceux obtenus dans la même situation par des modèles de turbulence simples (modèles en un point). Les comparaisons montrent que les modèles classiques ne prennent pas en compte le mécanisme de l'intermittence. Une modification des modèles classiques est introduite et les résultats se trouvent améliorés. L’étude a ensuite été étendue au cas où la couche de mélange turbulente est soumise à une rotation en bloc. Les résultats montrent que la force de Coriolis modifie de façon considérable le mécanisme de transport. Deux effets sont identifies; les corrélations triples sont fortement inhibées; la corrélation pression vitesse assure le transport. Le premier effet a été modélisé; tandis que la prise en compte du second effet dans les modèles simples reste un problème ouvert

Download or read book Simulations de grandes chelles turbulentes en coulement hors quilibre written by Ignace Befeno and published by . This book was released on 2006 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le cadre des simulations de grandes structures, un nouveau modèle de sous- maille, à viscosité de turbulence, avec deux équations de transport a été développé. L'échelle caractéristique de vitesse de la viscosité de turbulence est évaluée par l'énergie cinétique de turbulence du champ implicite donnée par une première équation de transport. Quant à l'échelle de longueur, elle n'est plus unique, donnée par la taille de la grille du calcul, mais est estimée de manière dynamique par une deuxième équation d'évolution, celle pour la dissipation de l'énergie cinétique de turbulence de sous-maille. Ainsi, le modèle de sous-maille à deux équations se propose de répondre au problème posé par les situations de déséquilibre où la correspondance entre échelle de sous-maille et échelle de dissipation n'est plus justifiée. Ce qui implique que l'hypothèse d'une échelle de longueur de viscosité de turbulence déterminée par la seule largeur du filtre n'est plus réaliste.Dans ce mémoire, le modèle à deux équations est appliqué dans le cas d'un écoulement en non-équilibre spectral produit par la rencontre entre deux écoulements d'échelles différentes : la couche de mélange non cisaillée. Les résultats sont comparés aux données expérimentales de Veeravalli et Warhaft. Pour traiter ce cas, une nouvelle méthode de génération d'un champ analytique homogène, anisotrope a été mise au point pour créer des conditions d'entrée proches de l'expérience. Cette méthode a été validée au préalable dans le cas d'un écoulement de canal plan stationnaire.

Download or read book ETUDE EXPERIMENTALE D UNE COUCHE DE MELANGE TURBULENTE NON CISAILLEE EN PRESENCE DE ROTATION SOLIDE written by JEROME.. YVON and published by . This book was released on 1996 with total page 219 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ETUDE DES EFFETS DE LA ROTATION SUR LE TRANSPORT SPATIAL DE L'ENERGIE CINETIQUE DANS LES ECOULEMENTS TURBULENTS INHOMOGENES. LA CONFIGURATION RETENUE EST CELLE D'UNE COUCHE DE MELANGE TURBULENTE NON CISAILLEE. CETTE COUCHE DE MELANGE EST CONSTITUEE DE DEUX TURBULENCES DE GRILLE, MISES COTE A COTE, AYANT DES ENERGIES ET DES ECHELLES DE LONGUEUR DIFFERENTES ET QUI INTERAGISSENT. LES TERMES DE TRANSPORT SONT LES GRADIENTS DES CORRELATIONS TRIPLES DE VITESSE ET LES GRADIENTS DES CORRELATIONS PRESSION-VITESSE. EN L'ABSENCE DE ROTATION, NOUS OBSERVONS UN PIC SUR LES PROFILS DES MOMENTS D'ORDRE TROIS DANS LA COUCHE DE MELANGE, CE QUI TRADUIT L'IMPORTANCE DU TRANSPORT PAR LES CORRELATIONS TRIPLES DE VITESSE DANS CETTE ZONE. IL APPARAIT EGALEMENT QUE CETTE ZONE DE MELANGE EST FORTEMENT INTERMITTENTE, CE QUI SE TRADUIT PAR UN ECART A LA GAUSSIANITE DES PROFILS DES MOMENTS D'ORDRE QUATRE. UNE ETUDE NUMERIQUE A MONTRE QUE LES CORRELATIONS PRESSION-VITESSE JOUENT DANS CE CAS UN ROLE NEGLIGEABLE. EN PRESENCE DE ROTATION, NOUS OBSERVONS UNE FORTE REDUCTION DU TRANSPORT TURBULENT PAR LES CORRELATIONS TRIPLES DE VITESSE AINSI QU'UNE REDUCTION DE L'INTERMITTENCE DE LA ZONE DE MELANGE. LES SIMULATIONS LES ONT MONTRE QU'EN PRESENCE DE ROTATION, CE SONT LES CORRELATIONS PRESSION-VITESSE QUI ASSURENT LE TRANSPORT DE L'ENERGIE A TRAVERS LA COUCHE DE MELANGE. COMME NOUS N'OBSERVONS PAS D'EFFET SENSIBLE DE LA ROTATION SUR LES PROFILS D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE ALORS QUE LES MOMENTS D'ORDRE TROIS SONT FORTEMENT REDUITS, CETTE PRESENTE ETUDE SEMBLE DONC ALLER DANS LE SENS DE LA CONCLUSION DES SIMULATIONS NUMERIQUES: CE SONT LES CORRELATIONS PRESSION-VITESSE QUI ASSURENT LE TRANSPORT TURBULENT A TRAVERS LA COUCHE DE MELANGE

Download or read book Analyse par simulation des grandes chelles des mouvements turbulents et du transfert de masse sous une interface plane written by Isabelle Calmet and published by . This book was released on 1995 with total page 274 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'étude, par simulation des grandes échelles, des caractéristiques de la turbulence et du transfert de masse sous différentes interfaces planes. Pour ce faire, un algorithme précis au second ordre en espace et en temps est mis en oeuvre afin de résoudre les équations de Navier-Stokes tridimenseionnelles et instationnaires. Une fois filtrées dans l'espace physique, ces équations sont complétées par une fermeture de sous-maille dite modèle dynamique mixte. Dans un tel modèle, la diffusivité de sous-maille s'adapte en temps et en espace aux caractéristiques du champ turbulent. De plus, les flux de sous-maille ne sont pas contraints de s'aligner avec le gradient de la quantité transportée et les mécanismes de cascade inverse peuvent être pris en compte. Après validation, cet outil de simulation est appliqué aux trois écoulements suivants : un canal plan avec des conditions de non-glissement aux parois, une couche entraînée par le cisaillement d'une interface sur laquelle les fluctuations tangentielles peuvent subsister en un canal ouvert dont la surface est libre de tout cisaillement.

Download or read book Simulation Num rique Directe Et Analyse Des Grandes chelles D une Couche Limite Turbulente written by Ilkay Solak and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This work lies at the intersection of two problems concerning turbulence (i) the description of coherent structures of turbulent boundary layer flow and (ii) the numerical methods for high-performance computing of these flows. The main objectives are to analyze coherent structures and to develop new numerical tools to be used in turbulence research with a special focus on the turbulent boundary layers. A new direct numerical simulation of a turbulent boundary layer flow over a flat plate is conducted with the code Incompact3d. A relationship between attached flow structures and the streamwise energy spectra in a turbulent boundary layer has been established similarly to an earlier experimental study. A novel application of the skeletonization method is proposed to obtain detailed statistics of coherent structures. Statistics of large-scale motions (LSM) and Reynolds Shear Stress quadrant structures are compared. In the second part, a new test-suite is implemented to the in-house incompressible Navier-Stokes solver. Performance of the code is analyzed. The stability problems at high Reynolds numbers are addressed and some solutions are proposed.

Download or read book Param trisation de la turbulence atmosph rique dans la couche limite stable written by Quentin Rodier and published by . This book was released on 2017 with total page 211 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Améliorer la représentation de la couche limite stable constitue un des grands challenges de la prévision numérique du temps et du climat. Sa représentation est clé pour la prévision du brouillard, du gel des surfaces, des inversions de température, du jet de basse couche et des épisodes de pollution. De plus, à l'échelle climatique, la hausse de la température moyenne globale de l'air en surface impacte davantage les régions polaires : améliorer la représentation de la couche limite stable est un enjeu important pour réduire les incertitudes autour des projections climatiques. Depuis une quinzaine d'années, les exercices d'intercomparaison de modèles GABLS ont montré que le mélange turbulent dans la couche limite stable est généralement surestimé par les modèles de prévision du temps. En effet, de nombreux modèles intensifient artificiellement l'activité de leur schéma de turbulence afin d'éviter une décroissance inévitable du mélange lorsque la stabilité dépasse un seuil critique en terme de nombre de Richardson gradient. Ce problème numérique et théorique n'est pas en accord avec de nombreuses observations et simulations à haute résolution qui montrent une activité turbulente séparée en deux régimes : un régime faiblement stable dans lequel l'atmosphère est turbulente de manière continue et intense, et un régime très stable dans lequel la turbulence est très intermittente, anisotrope et faible en intensité. Ces travaux de thèse s'articulent autour de deux parties dont l'objectif principal est d'améliorer la paramétrisation de la turbulence dans le modèle atmosphérique de recherche Méso-NH développé conjointement par Météo-France et le Laboratoire d'Aérologie, et dans le modèle opérationnel AROME. Cette étude utilise une méthodologie communément employée dans le développement de paramétrisations qui consiste à comparer des simulations à très haute résolution qui résolvent les structures turbulentes les plus énergétiques (LES) à des simulations uni-colonnes d'un modèle méso-échelle. Plusieurs simulations 3D couvrant différents régimes de stabilité de l'atmosphère sont réalisées avec Méso-NH. Les limites du modèle LES en stratification stable sont documentées. Une première partie répond à la problématique de la surestimation du mélange dans le régime faiblement stable. Une expression originale pour la longueur de mélange est formulée. La longueur de mélange est un paramètre clé pour les schémas de turbulence associés à une équation pronostique pour l'énergie cinétique turbulente. Cette longueur de mélange non-locale combine un terme de cisaillement vertical du vent horizontal à une formulation existante qui repose sur la flottabilité. Le nouveau schéma est évalué dans des simulations 1D par rapport aux LES d'une part ; et dans le modèle opérationnel AROME par rapport aux observations de l'ensemble du réseau opérationnel de Météo-France d'autre part. Une deuxième partie apporte des éléments d'évaluation d'un schéma combinant deux équations pronostiques pour les énergies cinétiques et potentielles turbulentes. En condition stable, le flux de chaleur négatif contribue à la production d'énergie potentielle turbulente. L'interaction entre les deux équations d'évolution permet, via une meilleure prise en compte de l'anisotropie et d'un terme à contre gradient dans le flux de chaleur, de limiter la destruction de l'énergie turbulente dans les modèles. Dans les cas simulés, cette nouvelle formulation ne montre pas un meilleur comportement par rapport à un schéma à une équation pour l'énergie cinétique turbulente car le mécanisme d'auto-préservation n'est pas dominant par rapport au terme de dissipation. Il conviendra d'améliorer la paramétrisation du terme de dissipation dans le régime très stable.

Download or read book Etude num rique par simulation des grandes chelles de l influence d une forte turbulence ext rieure sur les transferts pari taux au sein d une couche limite written by Frédéric Péneau and published by . This book was released on 1999 with total page 228 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation des grandes échelles d'une couche limite turbulente se développant spatialement est effectuée à l'aide d'un modèle dynamique-mixte. L'influence d'un champ de turbulence extérieure intense sur les transferts thermique et dynamique est étudiée. Pour le cas sans turbulence extérieure, de nouvelles conditions d'entrée basées sur l'Estimation Stochastique Linéaire sont développées afin d'imposer la structure d'une couche limite pleinement turbulente dès l'entrée du domaine de calcul et ainsi d'en réduire les dimensions. La structure dynamique de l'écoulement ainsi que les statistiques locales confirment les résultats expérimentaux et ceux de Simulations Numériques Directes antérieurs. Les bilans des tensions de Reynolds sont présentés en prenant en compte l'évolution spatiale de la couche limite. Les différences observées avec la littérature sont clairement dues à l'évolution spatiale. L'analyse des corrélations et de l'évolution des statistiques au sein du domaine de calcul nous renseigne sur les précautions à prendre pour effectuer une Estimation Stochastique Linéaire de signaux d'entrées de vitesse. La corrélation spatio-temporelle entre les fluctuations latérales et longitudinales s'avère être une information importante à prendre en compte. L'influence d'une forte turbulence extérieure sur une couche limite turbulente se développant spatialement est alors étudiée. Les champs de turbulence extérieure sont générés à l'aide d'une distribution aléatoire de tourbillons d'Oseen. A partir des mêmes signaux d'entrée pour la couche limite, les évolutions du coefficient de frottement, du nombre de Stanton et des champs dynamique et thermique sont étudiées. L'impact du champ de turbulence extérieure sur le cisaillement et les profils de vitesse est faible alors qu'on observe une augmentation sensible du transfert thermique avec une modification des profils moyens de température au niveau de la zone logarithmique et du sillage. Enfin, le champ de turbulence extérieure est imposé dans la totalité de la section d'entrée et la simulation est effectuée à partir de la région du bord d'attaque. Ces simulations qui confirment des résultats expérimentaux antérieurs révèlent un mécanisme de production d'énergie dans la couche limite visqueuse perturbée à faible nombre de Reynolds et son impact sur les transferts dynamique et thermique

Download or read book Etude par simulation num rique temporelle des effets de compressibilit en couche de m lange plane turbulente written by Alexandre Beer and published by . This book was released on 2003 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude est consacrée aux effets de compressibilité en couche de mélange plane turbulente et réalisée à l'aide de Simulations Numériques Directes et des Grandes Echelles temporelles. Dans un premier temps, de nouvelles conditions aux limites non-refléchissantes sont testées et validées dans le cas temporel mais également spatial. Ensuite, l'influence de la taille du domaine de calcul est étudiée dans le cas faiblement compressible. Pour un domaine trop petit, le taux de croissance et les fluctuations de vitesse sont sous-estimés à cause du confinement imposé. Il apparaît notamment important que la dimension transversale soit du même ordre que la dimension longitudinale afin d'éviter la bidimensionnalisation de l'écoulement. L'influence de la compressibilité sur les structures cohérentes et les statistiques turbulentes est enfin détaillée. L'augmentation de la compressibilité conduit à l'inclinaison des tourbillons dans le sens de l'écoulement et à la diminution de leur diamètre. Ces structures sont alors apparentées aux tourbillons en lambda dont seule la pointe interagit avec les courant externes, réduisant l'efficacité du mélange. On observe également l'inhibition des appariements tourbillonnaires, principal mécanisme de croissance de la couche cisaillée libre. Les fluctuations de vitesse sont réduites lors de la transition mais aussi en turbulence développée. Il apparaît que la compressibilité affecte particulièrement l'écoulement dans la direction verticale, ce qui reste valable pour le tenseur d'anisotropie de Reynolds. Les composantes longitudinales des tenseurs des contraintes de Reynolds et d'anisotropie de Reynolds ne sont cependant pas affectées par la compressibilité. Ces résultats sont consistants avec le concept de réduction de communication observée à hauts nombres de mach.

Download or read book SIMULATION DES GRANDES ECHELLES DU DEVELOPPEMENT SPATIAL D UNE COUCHE DE MELANGE TURBULENTE COMPRESSIBLE written by LAETITIA.. DORIS and published by . This book was released on 2000 with total page 199 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS CETTE ETUDE, L'ECOULEMENT DE LA COUCHE DE MELANGE TURBULENTE ET COMPRESSIBLE EST SIMULE NUMERIQUEMENT. LA METHODE DE LA SIMULATION DES GRANDES ECHELLES EST CHOISIE DE FACON A UTILISER UN NOMBRE DE REYNOLDS PROCHE DES VALEURS EXPERIMENTALES. L'ORIGINALITE DE L'ETUDE RESIDE DANS LE FAIT QUE C'EST LE DEVELOPPEMENT SPATIAL ET NON TEMPOREL QUI EST ETUDIE, CE QUI PERMET DE COMPARER QUANTITATIVEMENT LES RESULTATS OBTENUS AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES DISPONIBLES DANS LA LITTERATURE. A L'ENTREE DU DOMAINE DE CALCUL ON UTILISE UN PROFIL MOYEN DE COUCHE LIMITE, AUQUEL ON SUPERPOSE UN BRUIT BLANC. DANS UN PREMIER TEMPS, DES SIMULATIONS TRIDIMENSIONNELLES A UN NOMBRE DE MACH CONVECTIF DE 0,64 SONT EFFECTUEES AVEC TROIS AMPLITUDES DE BRUITS BLANCS DIFFERENTES, ET AVEC DEUX SCHEMAS NUMERIQUES DIFFERENTS. L'EVOLUTION LONGITUDINALE DE L'EPAISSEUR DE VORTICITE DE LA COUCHE EST INFLUENCEE A LA FOIS PAR L'AMPLITUDE DU BRUIT BLANC ET PAR LE SCHEMA NUMERIQUE. LES RESULTATS QUI DONNENT LE MEILLEUR ACCORD AVEC L'EXPERIENCE SONT DONNES PAR L'AMPLITUDE LA PLUS ELEVEE SUR LA COMPOSANTE LONGITUDINALE DE LA VITESSE ET PAR LE SCHEMA WENO. DANS CE CAS ON OBTIENT UN COMPORTEMENT AUTO-SIMILAIRE POUR LES INTENSITES TURBULENTES, ET LES COEFFICIENTS DE DISSYMETRIE SONT BIEN PREDITS. CEPENDANT L'INTENSITE TURBULENTE LONGITUDINALE EST SURPREDITE AU CENTRE DE LA COUCHE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, UNE SIMULATION A UN NOMBRE DE MACH CONVECTIF DE 1,0 EST EFFECTUEE, AFIN D'ETUDIER LES EFFETS DE LA COMPRESSIBILITE. ON OBSERVE UNE REDUCTION DU TAUX DE CROISSANCE ET DES INTENSITES TURBULENTES, CE QUI EST EN ACCORD AVEC LES EXPERIENCES. LES EFFETS DE LA COMPRESSIBILITE SUR LE BILAN DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE SONT AUSSI ETUDIES.

Download or read book SIMULATION DES GRANDES ECHELLES DE LA TURBULENCE DE LA REGION DE PROCHE PAROI ET DES ECOULEMENTS DECOLLES written by YVES.. DUBIEF and published by . This book was released on 2000 with total page 114 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL TRAITE DE LA MANIPULATION DE LA TURBULENCE DES ECOULEMENTS PARIETAUX ET DES ECOULEMENTS DECOLLES SUR LA BASE DE SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES. UN CODE A ETE DEVELOPPE POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES DANS DES GEOMETRIES COMPLEXES GRACE A UNE COMBINAISON DE METHODES DE TYPE VOLUMES FINIS ET UNE TECHNIQUE MULTI-DOMAINES PRECISE. LA MANIPULATION DE LA TURBULENCE DE PAROI EST REALISEE DANS UN CANAL DONT UNE DES PAROIS COMPORTE DE FINES RAINURES TRANSVERSALES LARGEMENT ESPACEES. LA SIMULATION EFFECTUEE A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS MESURE UNE REDUCTION DE LA TRAINEE TOTALE. L'ETUDE STATISTIQUE MONTRE UNE DIMINUTION DES TOURBILLONS COHERENTS DE PROCHE PAROI DIRECTEMENT LIES A LA GENERATION DU FROTTEMENT PARIETAL. LES INTERACTIONS ENTRE LE FLUIDE PIEGE DANS LA CAVITE ET LES TOURBILLONS SEMBLENT ETRE LA CAUSE DE CE PHENOMENE. UNE EXPERIENCE DE CONTROLE DE LA TURBULENCE MODELISANT GROSSIEREMENT CETTE INTERACTION ACCREDITE CETTE HYPOTHESE. LES EVENEMENTS LIES A L'IMPACT D'UNE COUCHE DE MELANGE SUR UNE PAROI SONT ETUDIES DANS LE CADRE D'UN ECOULEMENT TRANSSONIQUE DECOLLE AU DESSUS D'UNE CAVITE TRI-DIMENSIONNELLE. LA SIMULATION PERMET DE RETROUVER LES FREQUENCES TYPIQUES DE LA COUCHE DE MELANGE FOURNIES PAR DES DONNEES EXPERIMENTALES. LES VISUALISATIONS INSTANTANEES METTENT EN VALEUR LA RELATION ENTRE LES TOURBILLONS CREES PAR LE DECOLLEMENT ET DES EVENEMENTS VIOLENTS DE LA PRESSION PARIETALE QUI PEUVENT PRODUIRE DES VIBRATIONS STRUCTURELLES. EN COMPLEMENT A CES TRAVAUX, UNE ETUDE COMPARATIVE EST MENEE SUR L'APPLICATION D'UNE PROCEDURE DYNAMIQUE AUX MODELES SOUS-MAILLE UTILISES POUR LES ECOULEMENTS DE PAROI. UNE METHODE DE GENERATION DE LA TURBULENCE EST EGALEMENT TESTEE POUR LES COUCHES LIMITES COMPRESSIBLES.

Download or read book SIMULATION DES GRANDES ECHELLES EN REGIME TRANSSONIQUE written by Eric Garnier (chercheur en aérodynamique).) and published by . This book was released on 2000 with total page 269 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE BESOIN D'INFORMATIONS CONCERNANT L'INSTATIONNARITE DES ECOULEMENTS S'AFFIRME DE PLUS EN PLUS POUR LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES ET LA SIMULATION DES GRANDES ECHELLES (SGE) APPARAIT COMME UNE METHODE CAPABLE DE SATISFAIRE CES BESOINS. LE REGIME TRANSSONIQUE ETANT COURAMMENT ABORDE PAR LES APPAREILS CIVILES ET MILITAIRES, L'EXTENSION DU CHAMP D'APPLICATION DE CETTE METHODE AUX ECOULEMENTS COMPORTANT DES CHOCS SE REVELE INDISPENSABLE. D'UN POINT DE VUE NUMERIQUE, CETTE EXTENSION POSE LE PROBLEME DE LA COMPETITION ENTRE LA DISSIPATION NUMERIQUE NECESSAIREMENT INTRODUITE PAR LES SCHEMAS DITS DE CAPTURE DE CHOC (POUR GARANTIR LA STABILITE DE LA SIMULATION) ET CELLE INTRODUITE PAR LE MODELE SOUS-MAILLE QUI TIENT COMPTE DE LA CONTRIBUTION DES ECHELLES NON RESOLUES SUR LE MAILLAGE DE CALCUL SUR LES ECHELLES RESOLUES. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL A PU METTRE EN EVIDENCE LA PREDOMINANCE DE LA DISSIPATION NUMERIQUE SUR LA DISSIPATION ASSOCIEE AU MODELE SOUS-MAILLE DANS LE CADRE DE LA TURBULENCE HOMOGENE ISOTROPE. UNE NOUVELLE APPROCHE, BASEE SUR L'UTILISATION CONJOINTE D'UN SENSEUR CAPABLE DE DIFFERENCIER UN CHOC D'UNE FLUCTUATION TURBULENTE ET D'UN SCHEMA NUMERIQUE DE TYPE ESSENTIELLEMENT NON OSCILLANT UTILISE COMME UN FILTRE, A DONC ETE DEVELOPPEE POUR MINIMISER LA DISSIPATION NUMERIQUE. L'IDEE EST D'APPLIQUER LOCALEMENT UNE PASSE DE FILTRAGE SPATIAL A UN CHAMP TURBULENT (COMPORTANT DES DISCONTINUITES) OBTENU AU MOYEN D'UNE SGE CLASSIQUE (SCHEMA NON DISSIPATIF PLUS MODELE SOUS-MAILLE). PAR AILLEURS, UNE ETUDE DES MODELES SOUS-MAILLE DANS UN CAS D'INTERACTION CHOC/TURBULENCE HOMOGENE A PU METTRE EN EVIDENCE LES BONNES PERFORMANCES DE CEUX-CI MOYENNANT DES CONDITIONS (ASSEZ RESTRICTIVES) SUR LE MAILLAGE DE CALCUL DANS LA ZONE DU CHOC. NEANMOINS, LE GAIN EN TEMPS DE CALCUL PAR RAPPORT AUX SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE DEMEURE TRES SENSIBLE. ENFIN, LES DEVELOPPEMENTS INTRODUITS DANS CE TRAVAIL ONT ETE VALIDES AVEC SUCCES SUR UN CAS D'INTERACTION CHOC/COUCHE LIMITE TURBULENTE BIEN DECRIT EXPERIMENTALEMENT.

Download or read book Dynamique des grandes chelles dans les jets turbulents avec ou sans effets de rotation written by Samuel Davoust and published by . This book was released on 2011 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est une contribution à l'étude de la turbulence dans le champ proche de la sortie de jets, avec ou sans effets de rotation. Notre dispositif expérimental permet de générer un jet tournant qui se développe en formant une couche de mélange axisymétrique turbulente et dont le nombre de swirl peut être précisément fixé. L'écoulement est caractérisé par PIV stéréoscopique, avec un recours à des acquisitions à haute cadence de manière à résoudre la dynamique des grandes échelles de la turbulence. Nous avons proposé une méthode qui permet de déterminer la vitesse de convection des structures turbulentes et d'estimer la validité de l'approximation de Taylor. Cette étude démontre qu'il est ici légitime de décrire les structures spatiales de la turbulence à partir de mesures temporelle réalisées dans un plan transverse à l'écoulement. Dans le cœur du jet non tournant, une POD confirme la prédominance de modes m=0 et m=1 décrite dans de précédentes études. Le mode m=1 prend plus souvent la forme d'un battement que d'une hélice. Dans la couche de mélange, les tourbillons longitudinaux sont les structures dominantes. Une organisation sous forme de paires de signe opposé orientées radialement est mise en évidence par l'analyse des corrélations doubles de vorticité. L'étude des corrélations vorticité-vitesse donne la position préférentielle de ces tourbillons par rapport aux modes m=0 et m=1. Nous avons alors proposé un scénario d'interaction entre les modes m=0 et m=1, les tourbillons longitudinaux et le champ moyen. Lorsque le nombre de swirl augmente, le taux de croissance et l'énergie cinétique turbulente dans la couche de mélange du jet varient de manière non-monotone. Ceci est dû à des conditions initiales issues du mécanisme de mise en rotation, qui ont un effet contraire à celui de l'alignement du tenseur de Reynolds avec le tenseur des déformations. L'orientation des paires de tourbillons avec le swirl permet d'interpréter dynamiquement l'évolution du tenseur de Reynolds

Download or read book Simulation des grandes chelles des coulements turbulents inertes et r actifs en aval d un largissement brusque sym trique written by Phu Khanh Nguyen and published by . This book was released on 2006 with total page 140 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à la simulation numérique des grandes échelles des écoulements turbulents inertes et réactifs en aval d’un élargissement brusque symétrique, alimenté par deux écoulements de canal pleinement développés. L’objectif de cette étude est, dans un premier temps, d’explorer les possibilités offertes par la résolution d’équations différentielles stochastiques (EDS) permettant d'imposer des conditions aux limites instationnaires et initialiser un calcul utilisant la simulation numérique des grandes échelles (LES). Cette méthode de génération de conditions aux limites instationnaires a ensuite été introduite au sein d’un code de mécanique des fluides réactifs de type LES utilisant un modèle de sous-maille de type Smagorinsky ainsi qu’un modèle de combustion de type Eddy-Break-Up. Les résultats décrivent la structure de l’écoulement dans les trois cas (1) d’un fluide inerte, (2) d’un mélange de deux fluides inertes non isothermes et (3) de combustion d’un mélange très pauvre. Les résultats soulignent que l’introduction de conditions d’entrée générées par EDS permet de mieux représenter les champs fluctuants avec des propriétés correspondantes aux mesures expérimentales disponibles. En ce qui concerne les écoulements inertes en aval de l’élargissement brusque, on retrouve bien la dissymétrie observée expérimentalement entre les deux zones de recirculation. Celle-ci est engendrée par une légère différence entre les vitesses d’entrée dans les deux canaux. L’étude de l’écoulement dans le cas où les deux canaux sont alimentés par des fluides inertes mais de températures différentes, a permis de caractériser l’influence du gradient transversal de température à l’entrée et des conditions d’entrée sur le développement de la couche de mélange en aval. Pour les écoulements réactifs, la structure de l’écoulement dans la chambre est altérée, notamment par la variation des longueurs des zones de recirculation, et l’analyse instationnaire a permis de mettre en évidence l’existence d’un faible battement du front de flammes dans la chambre.

Download or read book ETUDE DE L INFLUENCE D UNE PHASE DISPERSEE SUR LA STRUCTURE TURBULENTE DES ECOULEMENTS CISAILLES written by EMMANUEL.. ORY and published by . This book was released on 1998 with total page 142 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DE NOMBREUX PROCESSUS INDUSTRIELS OU LIES A L'ENVIRONNEMENT IMPLIQUENT LE TRANSPORT ET LA DISPERSION DE BULLES, DE PARTICULES OU DE GOUTTELETTES, DANS UN ECOULEMENT TURBULENT. LA DIFFICULTE MAJEURE DE L'ETUDE DE CES ECOULEMENTS RESIDE DANS LA COMPLEXITE DES INTERACTIONS ENTRE LA PHASE DISPERSEE ET LA PHASE CONTINUE. LE PRINCIPAL OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DES ECHANGES DE QUANTITE DE MOUVEMENT ENTRE UNE PHASE DISPERSEE ET LA STRUCTURE TURBULENTE INSTATIONNAIRE D'UN ECOULEMENT CISAILLE COMME LA STRUCTURE SPATIALE D'UNE COUCHE DE MELANGE. AFIN DE GENERER UN CHAMP DE VITESSE APPROPRIE QUI REPRODUIT LES INTERACTIONS DYNAMIQUES ENTRE LES STRUCTURES DE GRANDE ECHELLE, NOUS UTILISONS UN OUTIL NUMERIQUE BASE SUR LES METHODES DE VORTEX POUR LA SIMULATION DES ECOULEMENTS CISAILLES PLANS. LA PHASE DISPERSEE EST, QUANT A ELLE, TRAITEE EN INTEGRANT L'EQUATION DU MOUVEMENT DE CHAQUE PARTICULE. NOUS MONTRONS AINSI, PAR COMPARAISON AVEC DES ETUDES RECENTES, QUE L'EXISTENCE DES STRUCTURES COHERENTES PROPRE A CES ECOULEMENTS (ET EN PARTICULIER A LA COUCHE DE MELANGE PLANE), INFLUENCE FORTEMENT LE MOUVEMENT D'UNE PHASE DISPERSEE. EN EFFET, SOUS CERTAINES CONDITIONS, LES PARTICULES SOLIDES S'AGGLOMERENT AUTOUR DE CES STRUCTURES TANDIS QUE LES BULLES SONT ATTIREES VERS UN POINT D'EQUILIBRE STABLE ASSOCIE A CHACUNE DE CES STRUCTURES COHERENTES. NOUS CHERCHONS ENSUITE A DECRIRE L'ACTION DE LA PHASE DISPERSEE SUR LA PHASE CONTINUE EN INCORPORANT UN TERME SOURCE DANS L'EQUATION DE TRANSPORT ET DE DIFFUSION DE LA VORTICITE. LE TERME DE COUPLAGE INTRODUIT REPRESENTE LES ECHANGES DE QUANTITE DE MOUVEMENT PROVOQUES PAR LE PHENOMENE D'ACTION-REACTION ENTRE LES DEUX PHASES. DANS NOS SIMULATIONS, CELA SE TRADUIT PAR LA CREATION, OU LA DESTRUCTION, DE VORTICITE DANS L'ECOULEMENT. L'ANALYSE DES RESULTATS DE SIMULATIONS D'ECOULEMENTS SIMPLIFIES PUIS PLUS COMPLEXES, APPORTE QUELQUES ELEMENTS DE REPONSE CONCERNANT LES MODIFICATIONS GLOBALES DES CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE DE MELANGE ET DE LA DISPERSION DE BULLES ET DES PARTICULES SOLIDES. ENFIN, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE FAISABILITE DE LA SIMULATION D'UN JET PLAN PAR UNE METHODE DE VORTEX. CE TRAVAIL NOUS CONDUIT A L'ETUDE THEORIQUE DU PROCESSUS D'ENTRAINEMENT DANS CET ECOULEMENT. LA MODELISATION NUMERIQUE DE CE PHENOMENE EST DIRECTEMENT RELIE A LA CONSTRUCTION DES CONDITIONS AUX LIMITES.

Download or read book Etude du couplage instationnaire calculs exp riences en coulements turbulents written by Laurent Perret and published by . This book was released on 2004 with total page 219 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le but de cette étude est la génération de conditions d'entrée réalistes pour des simulations numériques instationnaires d' écoulements turbulents à partir de données expérimentales et d'une approche de type système dynamique d'ordre bas pour reproduire la dynamique des structures à grande échelle de l'écoulement. Outre des techniques d'adaptation du maillage expérimental à celui de la simulation, une méthode originale d'identification polynomiale de système dynamique est aussi développée. Cette méthode est testée dans deux configurations d'écoulement de couche de mélange plane turbulente se développant en aval d'un bord de fuite de type biseauté ou de type culot. Pour chaque écoulement, une base de données est constituée par vélocimétrie par imagerie de particules stéréoscopique à temps décalés afin de pouvoir construire un modèle d'ordre bas. Les données générées sont ensuite utilisées comme conditions d'entrée d'une simulation aux grandes échelles d'une couche de mélange turbulente.

Download or read book tude du m lange de scalaires en coulement turbulent et application la mod lisation des petites chelles written by Antoine Moreau (docteur en mécanique).) and published by . This book was released on 2023 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le problème du mélange de quantités scalaires en écoulement turbulent est abordé dans un but d'application à la modélisation des petites échelles pour la prédiction découlements réactifs. Des Simulations Numériques Directes d'un scalaire passif convecté par la turbulence ont tout d'abord été menés. Les données recueillies permettent d'étudier une situation de mélange obtenue grâce à une injection aléatoire de scalaire frais. Un comportement auto-similaire du scalaire a été mis en évidence, et la caractérisation de l'intermittence qui en découle est en bon accord avec les résultats expérimentaux disponibles. Par ailleurs, ces données permettent de souder finement la pertinence d'hypothèses en modélisation pour la Simulation des Grandes Echelles. A cet effet, la notion d'estimateur optimal est introduite et généralisé. Ces estimateurs permettent alors d'étudier séparément les conséquences des hypothèses qui peuvent sous-tendre un modèle. Le modèle de Cook et Riley est ainsi exploré, qui fait appel à des distributions bêta. L'utilisation de ces fonctions se révèle en général fondée - dans certaines conditions elle s'avère même être un choix remarquable. Il est souligné que la qualité du modèle repose sur l'estimation de la variance de sous-maille. Les estimateurs usuels de cette quantité sont comparés, et des améliorations sont proposées grâce à une démarche de minimisation systématique de l'erreur quadratique. Cette démarche conduit naturellement à introduire des réseaux de neurones simples. Il est mis en évidence que ces réseaux permettent d'approcher certains estimateurs optimaux ce qui ouvre la voie à leur utilisation comme outil pour la mise au point de Simulations des Grandes Echelles.