Download or read book Relation entre la structure a rodynamique d coulements turbulents incompressibles et le bruit mis cas du jet libre et d une cavit peu profonde written by Hervé Lazure and published by . This book was released on 1997 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: 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.

Download or read book Mod lisation du bruit d coulements turbulents libres written by Walid Bechara and published by . This book was released on 1992 with total page 230 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est de réaliser une démarche d'estimation du bruit des écoulements turbulents à partir des grandeurs statistiques de la turbulence et qui pourrait être utilisable pour des applications industrielles. Tout d'abord, nous élaborons un modèle de sources acoustiques base sur la théorie de lighthill dans le cas simple d'une décroissance de turbulence homogène et isotrope. Cette approche est étendue ensuite pour traiter le cas de jets turbulents libres. En partant du modèle théorique de Goldstein issu de la théorie de lighthill, on établit des expressions analytiques permettant le calcul du bruit émis a partir d'un code numérique de turbulence base sur le concept de la viscosité turbulente. La comparaison entre les résultats numériques obtenus et les données expérimentales concernant un jet simple et deux jets coaxiaux, montre qu'on retrouve correctement l'évolution des grandeurs acoustiques étudiées. Enfin, une dernière approche stochastique de modélisation est présentée, elle consiste tout d'abord, à étendre les équations linearisées d'Euler pour traiter le phénomène de génération du bruit, puis, à identifier les termes sources turbulents responsables de l'émission acoustique. Ces termes générateurs du bruit sont modélisés à partir d'un champ de vitesse moyenne et turbulente. Les tests de validation réalisés en configuration de jet simple conduisent a des résultats satisfaisants. Cette approche peut être appliquée pour des écoulements en géométrie confinée; les codes utilises de turbulence et de propagation y sont bien adaptes

Download or read book Effet sur le bruit de jet de l excitation de modes instables written by Maxime Itasse and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude s'inscrit dans l'effort de réduction des nuisances sonores des avions au décollage. Une des principales composantes est le bruit de jet, dont la partie à basse fréquence peut notamment être imputée au rayonnement acoustique directif des structures cohérentes de grande échelle engendrées par les instabilités dans la couche de mélange du jet. L'évolution de ces ondes d'instabilité peut être décrite au moyen des équations de Stabilité Parabolisées (PSE). Un premier objectif a été de déterminer si dans le cas d'un jet turbulent naturel, les interactions non linéaires entre les ondes d'instabilité ont un impact significatif sur sa dynamique et sur son rayonnement acoustique. À cet effet, une modélisation PSE non linéaire a été développée et appliquée à une configuration réaliste. La possibilité de manipuler ces ondes d'instabilité par non linéarité a ensuite été étudiée en vue d'une réduction du rayonnement acoustique. Pour cela, une analyse PSE a été menée pour déterminer l'effet sur le bruit de jet de l'excitation d'un ou plusieurs modes instables. Ces travaux de thèse ont permis de montrer, d'une part, que les non linéarités semblent avoir un impact mineur sur la dynamique des ondes d'instabilité dans le cas des jets turbulents naturels, et d'autre part, qu'il est possible de réduire le rayonnement acoustique des modes dominants par interactions non linéaires.

Download or read book Mod lisation d coulements turbulents anisotropes l aide de sch mas multi chelles aux tensions de Reynolds written by Alain Garino and published by . This book was released on 1988 with total page 380 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOTRE ETUDE S'INSCRIT DANS UNE APPROCHE NUMERIQUE DE LA TURBULENCE EN MECANIQUE DES FLUIDES. AFIN DE MIEUX DECRIRE LA DYNAMIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS, DES MODELES MULTIECHELLES ONT ETE ETABLIS. CES MODELES PRENNENT EN COMPTE LE COMPORTEMENT SPECTRAL DE LA TURBULENCE TOUT EN GARDANT UN FORMALISME ASSEZ SIMPLE A METTRE EN UVRE. UN MODELE MULTIECHELLE AUX TENSIONS DE REYNOLDS A ETE MIS AU POINT, PUIS TESTE SUR DEUX TYPES D'ECOULEMENTS: LES ECOULEMENTS LIBRES (JET ET SILLAGE PLANS, JET CIRCULAIRE) ET LES ECOULEMENTS HOMOGENES EN DESEQUILIBRE SPECTRAL. DE NOUVELLES HYPOTHESES DE FERMETURE, RELATIVES NOTAMMENT AUX FLUX SPECTRAUX, ONT ETE INTRODUITES. ELLES ONT PERMIS D'AMELIORER LA DESCRIPTION DE LA TURBULENCE DANS DE TELS ECOULEMENTS, PAR RAPPORT AUX MODELES CLASSIQUES DE FERMETURE EN UN POINT. EN TURBULENCE HOMOGENE, DES SIMULATIONS DE GRANDES STRUCTURES ONT ETE MISES EN UVRE AFIN D'ENRICHIR LA COMPARAISON AVEC LES MODELES MULTIECHELLES, MONOECHELLE ET L'EXPERIENCE. UN MODELE DEDUIT D'UN SCHEMA MULTIECHELLES SIMPLE A ETE INTRODUIT DANS LA FERMETURE DE SOUS-MAILLE, PRENANT AINSI EN COMPTE LE COMPORTEMENT DES PETITES STRUCTURES INDEPENDEMMENT DES GRANDES

Download or read book Ecoulement Turbulent Abordant Une Cavite Bidimensionnelle written by Fatima Madi Arous and published by Presses Academiques Francophones. This book was released on 2014-05-13 with total page 172 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Malgre la simplicite de la geometrie, l'ecoulement de cavite est tres complexe et peut engendrer d'importants phenomenes physiques comme l'oscillation et le rayonnement sonore. Ce sont ces phenomenes qui ont fait l'objet d'une grande partie des recherches depuis plus d'une cinquantaine d'annees. Cependant, l'ecoulement de cavite reste encore difficile a cerner car il depend de plusieurs parametres tels que le rapport d'aspect de la cavite et les caracteristiques de l'ecoulement entrant. Plusieurs parametres de l'ecoulement incident ont ete examines. La presente etude s'interesse a l'influence de la nature de l'ecoulement amont sur la dynamique de l'ecoulement de cavite. Deux differents ecoulements entrant sont consideres: l'ecoulement de couche limite et celui du jet plan parietal. Ce sont deux configurations presentes dans differents domaines pratiques comme le transport et l'industrie. De plus, le jet parietal est tres interessant parce qu'il peut etre considere comme un ecoulement de cisaillement a deux couches: une couche interne parietale similaire a la couche limite et une couche externe qui ressemble a celle d'un jet libre."

Download or read book ETUDE ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DES STRUCTURES COHERENTES EN TURBULENCE BIDIMENTIONNELLE INCOMPRESSIBLE written by VINCENT.. HERBERT and published by . This book was released on 1997 with total page 187 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE DES STRUCTURES COHERENTES AU SEIN DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS, INCOMPRESSIBLES, TURBULENTS EN DECROISSANCE LIBRE. LE PREMIER CHAPITRE EST UNE INTRODUCTION DES CRITERES CLASSIQUES D'IDENTIFICATION DES STRUCTURES COHERENTES. DANS LE DEUXIEME CHAPITRE, NOUS DEFINISSONS UN NOUVEAU CRITERE D'IDENTIFICATION BASE SUR LE CHAMP DE VORTICITE. LES PROPRIETES PHYSIQUES DES STRUCTURES SELECTIONNEES PAR LE NOUVEAU CRITERE SONT PRECISEES. NOUS TESTONS CE CRITERE SUR DES SOLUTIONS ANALYTIQUES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. LE TROISIEME CHAPITRE FAIT L'OBJET DE LA PRESENTATION DES ECOULEMENTS TURBULENTS SIMULES AU COURS DE CE MEMOIRE ET DE L'ETUDE DU NOUVEAU CRITERE APPLIQUE A L'ENSEMBLE DE CES ECOULEMENTS. DANS LE QUATRIEME CHAPITRE, NOUS ETUDIONS LE DECLIN DE LA TURBULENCE POUR DEUX TYPES D'ECOULEMENTS. NOUS OBSERVONS UN COMPORTEMENT AUTO-SIMILAIRE POUR L'EVOLUTION TEMPORELLE DU NOMBRE DE TOURBILLONS, DE LEURS CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES ET DES GRANDEURS GLOBALES DU SYSTEME. LES LOIS OBTENUES SONT COMPAREES AVEC LES LOIS PREDITES PAR LES THEORIES STATISTIQUES. LES CARACTERISTIQUES DES STRUCTURES IDENTIFIEES PAR CHAQUE CRITERE SONT MISE EN EVIDENCE. LE CINQUIEME CHAPITRE EST CONSACRE A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE L'OPERATEUR DE DISSIPATION VISQUEUSE SUR LA DYNAMIQUE DES TOURBILLONS DANS LES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS. NOUS COMPARONS L'INFLUENCE DE L'OPERATEUR DE DISSIPATION CLASSIQUE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES AVEC L'OPERATEUR DE DISSIPATION HYPERVISQUEUSE. NOUS MONTRONS QUE L'HYPERVISCOSITE AUGMENTE L'INTERMITTENCE DU SYSTEME EN INHIBANT LES PROCESSUS D'APPARIEMENT ENTRE TOURBILLONS. LE DERNIER CHAPITRE FAIT LA SYNTHESE DES RESULTATS OBTENUS ET EXPOSE LES PROLONGEMENTS POSSIBLES DE CE TRAVAIL.

Download or read book Mod lisation des coulements turbulents surface libre par l ments finis de fronti re written by Philippe Chang and published by . This book was released on 2008 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La recherche sur les écoulements à surface libre turbulents, et sur le cisaillement turbulent spécifiquement progresse depuis les années 1970. Les équations décrivant le mouvement d'agitation turbulente sont bien connues. Elles sont reliées directement aux équations non moyennées de continuité et de conservation de la quantité de mouvement qui forment le système d'équations de Navier-Stokes ainsi que les différentes équations de corrélations du mouvement turbulent. Pour un écoulement turbulent, ce système d'équations présente un problème de fermeture relié à la présence des termes associés aux contraintes de Reynolds. L'échelle du phénomène et plusieurs processus importants du mouvement turbulent ne peuvent ainsi être résolus de façon exacte, et un degré d'approximation devient donc nécessaire. La recherche sur le phénomène de la turbulence a permis de développer plusieurs concepts et approches reliés, notamment, à la viscosité turbulente, à l'isotropie locale de la turbulence et aux équations de transport des termes fluctuants afin de résoudre le problème de fermeture du système d'équations de Navier-Stokes. Ces approches présentent évidemment certaines limitations. De fait, la turbulence est fortement dépendante des conditions aux frontières par rapport à l'écoulement moyen et ne permet pas de prédétermination de la forme des distributions des vitesses moyennes de l'écoulement dans le cadre de la recherche d'une solution approximative. Ce travail de recherche présente un modèle hydrodynamique turbulent 2D vertical, en vue de résoudre une problématique d'écoulement à surface libre à partir de la méthode des éléments finis de frontière ainsi qu'une démarche en laboratoire, afin de caractériser les fluctuations de vitesses et de pression d'un écoulement turbulent à l'aide d'une méthode de vélocimétrie par imagerie de particules. Pour notre modèle numérique, notre approche procède à partir d'une formulation intégrale des équations moyennées de conservation de la quantité de mouvement et de continuité et l'équation associée des corrélations de vitesses turbulentes. En spécifiant les conditions aux limites pour les vitesses, la corrélation et les tractions à la frontière, le calcul du champ de vitesses peut être déterminé en termes des variables primaires à la frontière. Dans ces conditions, il n'est pas requis de discrétiser le domaine à l'aide d'un maillage ou de cellules ce qui pennet une utilisation plus efficiente des ressources et du temps de calcul. Des applications à des cas d'écoulements simples permettent de démontrer la validité du modèle bien que l'imposition des contraintes à la frontière peut être difficile à interpréter et que dans certains cas, l'intégration numérique pour des fonctions singulières peut être hasardeuse. À tenne, notre modèle prédit correctement les solutions analytiques de l'équation de Navier-Stokes pour un écoulement de Couette et ce, sans imposer de distribution à priori des variables primaires de l'écoulement sur le domaine, dans la recherche d'une solution numérique. Le système d'équations de Navier-Stokes, pour un écoulement turbulent, peut donc être envisagé à partir d'une formulation intégrale sur la frontière uniquement. Cette situation étant en accord et cohérente avec le comportement physique attendu du phénomène où les propriétés d'un écoulement turbulent sont directement reliées aux conditions aux limites et que l'action des contraintes fluctuantes est inter-reliée avec l'écoulement moyen. D'autre part, la démarche expérimentale à l'aide de vélocimétrie par imagerie de particules a permis une meilleure compréhension des spécificités des écoulements turbulents à surface libre, à Reynolds modéré. Notre analyse sur les conditions turbulentes à la frontière de l'écoulement tend à corroborer que les corrélations de vitesses turbulentes sont en équilibre avec le gradient de pression et bien que l'écoulement moyen puisse être stationnaire, il apparaît que les corrélations varient continuellement dans le temps selon une action dissipative, ce qui signifie que le gradient de pression est en constante évolution pour équilibrer le système. De plus, il apparaît que les conditions de pression moyenne dans un modèle, ne peuvent représenter adéquatement la réalité physique de l'action de la pression instantanée selon l'agitation turbulente. Enfin, remarquons que l'étude de la turbulence en laboratoire peut être entreprise de manière adéquate, aujourd'hui, avec des moyens limités malgré l'échelle du phénomène. Mots clés: équations de Navier-Stokes, écoulement turbulent, corrélations de vitesses, éléments finis de frontière, vélocimétrie par imagerie de particules.

Download or read book Mod lisation d coulements turbulents libres bidimensionnels avec effets de flottabilit written by Jean-François Sini and published by . This book was released on 1986 with total page 285 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ETUDE NUMERIQUE A L'AIDE D'UN MODELE DE TURBULENCE AVEC FERMETURE DU SYSTEME D'EQUATIONS AU SECOND ORDRE, D'UNE COUCHE DE MELANGE AVEC DISTRIBUTION ASYMETRIQUE DE TEMPERATURE, D'UNE COUCHE DE MELANGE DE DEUX ECOULEMENTS DE GRILLE, D'UN JET PLAN SYMETRIQUE. COMPARAISON AVEC DES DONNEES EXPERIMENTALES ET MISE AU POINT D'UN CODE DE CALCUL S'APPUYANT SUR UN MODELE DU TYPE K-EPSILON . APPLICATION A LA PREVISION NUMERIQUE D'UN REJET VERTICAL AVEC ET SANS FLOTTABILITE DANS UN MILIEU AU REPOS, UNIFORME OU STRATIFIE EN DENSITE. ETUDE DU CAS D'UN PANACHE VERTICAL, EMIS DANS UN MILIEU A DEUX COUCHES

Download or read book Etude de jets supersoniques impactant une paroi par simulation num rique written by Romain Gojon and published by . This book was released on 2015 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés aéroacoustiques de jets supersoniques impactant une paroi par simulation des grandes échelles. Ces simulations sont réalisées à partir des équations de Navier-Stokes 3-D instationnaires compressibles exprimées pour des coordonnées cartésiennes ou cylindriques. Afin de résoudre ces équations, des schémas numériques de différenciation spatiale et d'intégration temporelle peu dispersifs et peu dissipatifs sont utilisés. Les écoulements étudiés étant supersoniques, une procédure de capture de choc est également implémentée afin de supprimer les oscillations de Gibbs de part et d'autre des chocs.Dans un premier temps, un jet rond libre et quatre jets ronds impactant une paroi avec un angle de 90 degrés sont simulés sur des maillages cylindriques. Ces jets sont supersoniques, sous-détendus, et sont caractérisés par un nombre de Reynolds calculé à partir du diamètre du jet de Re=60.000, et par un nombre de Mach parfaitement détendu de Mj=1.56. Les résultats du jet libre sont tout d'abord présentés. Ils sont comparés aux résultats de plusieurs études expérimentales et de modèles afin de valider l'approche numérique utilisée. Notamment, les différentes composantes acoustiques spécifiques aux jets sous-détendus comme le bruit de choc large-bande et le bruit de screech sont observées et analysées. Les résultats obtenus pour les quatre jets impactant une paroi sont ensuite examinés. Dans ce cas, la présence d'une boucle de rétroaction aéroacoustique entre les lèvres de la buse et la paroi est montrée. Pour finir, le comportement aérodynamique et aéroacoustique des jets est étudié, et comparé à différentes études numériques et expérimentales de la littérature. Quatre jets plans supersoniques idéalement détendus impactant une paroi avec un angle de 90 degrés sont ensuite calculés. Ils ont un nombre de Reynolds évalué à partir de la hauteur de la buse de Re=50.000 et un nombre de Mach de Mj=1.28. Une boucle de rétroaction aéroacoustique entre la buse et la paroi est de nouveau mise en évidence. Une combinaison de modèles associant un modèle d'onde stationnaire aérodynamique-acoustique et un modèle de stabilité de jet plan 2-D avec des couches de mélange infiniment minces est alors proposée. Ce modèle permet de déterminer à la fois les fréquences les plus probables de la boucle de rétroaction aéroacoustique et leurs natures plane ou sinueuse.Enfin, les simulations de deux jets plans supersoniques impactant une paroi avec des angles de 60 et 75 degrés sont réalisées grâce à l'utilisation de deux maillages cartésiens, par une méthode de recouvrement de maillages. Les modifications des propriétés de la boucle de rétroaction aéroacoustique lorsque l'angle d'impact dévie de 90 degrés sont ainsi étudiées.