Download or read book Urban Air Quality written by Ranjeet S. Sokhi and published by . This book was released on 2002 with total page 780 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This volume presents a collection of fully peer-reviewed papers on the most up-to-date advances in the field of urban air quality. Topics include air quality management and policy, emissions, measurements of air pollution, and more.

Download or read book Mod lisation de la dispersion atmosph rique l int rieur de la canop e urbaine written by Lionel Soulhac and published by . This book was released on 2000 with total page 345 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Afin d'évaluer les conséquences de la pollution atmosphérique sur la santé et l'environnement, les pouvoirs publics ont souvent besoin d'outils de modélisation fine, permettant d'appréhender l'impact d'un aménagement local, de prévoir les niveaux de concentration et d'informer la population. Le problème, posé par la simulation de la dispersion des polluants à l'échelle locale, est de parvenir à étudier beaucoup de scénarios en prenant en compte un très grand nombre de bâtiments complexes. Pour cela, il est souvent indispensable de développer des approches simplifiées, dans lesquelles seuls les phénomènes physiques prépondérants sont représentés. Dans cet esprit, la modélisation de la canopée urbaine s'appuie généralement sur la notion élémentaire de rue-canyon. Si ce sujet a fait l'objet de nombreuses études dans le passé, plusieurs interrogations subsistent encore concernant les phénomènes mis en jeu à l'intérieur d'une rue et les interactions entre plusieurs rues. Les objectifs de cette étude sont de mieux comprendre les mécanismes fondamentaux qui régissent l'écoulement et la dispersion dans une rue et d'en proposer une représentation simplifiée à travers des modélisations opérationnelles. Pour cela, nous avons utilisé des techniques de modélisation numérique et expérimentale. L'approche numérique a été basée sur le code de calcul MERCURE (RANS, du type k-є), adapté à la simulation tridimensionnelle des écoulements atmosphériques. L'approche expérimentale a été mise en œuvre dans la soufflerie atmosphérique de l'École Centrale de Lyon. Les techniques de mesures utilisées (LDA, FID) ont permis de décrire avec précision les champs de vitesse et de concentration à l'échelle d'une rue. Afin d'évaluer l'influence de la géométrie de la rue (rapport d'aspect, dissymétrie) sur la dispersion par vent perpendiculaire, nous avons développé un modèle, basé sur une résolution analytique de l'équation d'advection-diffusion dans un écoulement potentiel. Les comparaisons avec les simulations numériques et expérimentales fournissent des résultats encourageants. Pour décrire le cas d'un vent d'orientation quelconque, nous proposons une décomposition de l'écoulement par rapport aux composantes longitudinales et transversales. Cette décomposition s'avère réaliste dans le cas d'une rue infinie, mais elle est mise en défaut pour une rue de longueur finie. Nous avons ensuite étudié et paramétré les échanges de matière au niveau des intersections en fonction de la géométrie des rues et de la direction du vent. Les résultats indiquent une interaction importante entre l'écoulement dans la rue et dans l'intersection. Enfin, nous avons proposé un modèle permettant d'étendre l'approche rue-canyon à la simulation d'un réseau de rues inter-connectées, afin de pouvoir étudier la dispersion des polluants à l'échelle d'un quartier. Une première application du modèle de dispersion dans un réseau de rues a été réalisée pour étudier la pollution dans un quartier de la ville de Lyon. Les comparaisons effectuées avec des mesures de terrain permettent de confirmer le bon comportement du modèle et illustrent les différentes potentialités de cette approche.

Download or read book SIMULATIONS NUMERIQUES DES ECOULEMENTS ATMOSPHERIQUES SUR SOLS FORTEMENT HETEROGENES written by Jean-Philippe Costes (auteur d'une thèse de Mécanique).) and published by . This book was released on 1996 with total page 212 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CES TRAVAUX SONT DESTINES A ETABLIR DES LOIS DE PAROIS ADAPTEES A LA SIMULATION D'ECOULEMENTS AU-DESSUS DE TERRAINS FORTEMENT INHOMOGENES. L'INTERET PARTICULIER POUR LES ZONES URBAINES EST LA PRISE EN COMPTE DE LA TAILLE ET DE LA DISPOSITION DES PIECES DU PATCHWORK COMPOSE PAR LA CARTE DES DIFFERENTS QUARTIERS URBAINS. LES LOIS DE PAROIS STANDARDS DU MODELE DE RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOCKES-REYNOLDS AVEC FERMETURE EN K - ONT ETE CONSTRUITES A PARTIR DES RELATIONS ANALYTIQUES D'EQUILIBRE D'UNE COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE SUR UN SOL HOMOGENE INFINI, POUR LAQUELLE LES PARAMETRES D'ECHELLE DE VITESSE DE CISAILLEMENT (U*), DE LONGUEUR DE RUGOSITE (Z#O) ET DE HAUTEUR DE DEPLACEMENT (Z#D) SONT CONSTANTS. CES RELATIONS SONT ICI EXTRAPOLEES A DES SITUATIONS HORS EQUILIBRE, CHANGEMENTS DE RUGOSITE ET/OU DE HAUTEUR DE DEPLACEMENT. ON EN DEDUIT AINSI LA CONDITION A LA LIMITE INFERIEURE DU DOMAINE DE CALCUL. CE DOMAINE EST UNE BOITE CARTESIENNE ENGLOBANT LA COUCHE DE SURFACE, ET DONT LE PLANCHER EST UNE DISTRIBUTION DE RUGOSITES (Z#O ET Z#D), CENSEE RENDRE COMPTE DES PERTURBATIONS INDUITES DANS L'ECOULEMENT AMONT PAR LES CHANGEMENTS DE RUGOSITE APPARENTE DU SOL. LES SIMULATIONS CONSISTENT ALORS A RECHERCHER UNE SOLUTION STATIONNAIRE AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES-REYNOLDS AVEC UNE DESCRIPTION STATISTIQUE DE LA TURBULENCE EN K - SUR UNE TELLE CONFIGURATION. LA VALIDATION DE CES LOIS DE PAROIS A ETE FAITE EN SIMULANT LE PASSAGE D'UNE COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE SUR UN FRONT DE RUGOSITE 2-D POUR DIFFERENTS RAPPORTS Z#O#-#A#V#A#L / Z#O#-#A#M#O#N#T, PUIS SUR UN ILOT DE RUGOSITE, TOUJOURS EN 2-D. L'EXPLOITATION DE CES RESULTATS A CONSISTE A ANALYSER ET PARAMETRER LES PERTURBATIONS HORIZONTALES ET VERTICALES INDUITES DANS LA COUCHE DE SURFACE PAR LES HETEROGENEITES DU SOL. LES SIMULATIONS 3-D CONCERNENT AUSSI LE PASSAGE D'UNE CLA NEUTRE SUR UN ILOT DE RUGOSITE DE FORME GEOMETRIQUE SIMPLE. CES SIMULATIONS PERMETTENT DE SUIVRE LE DEVELOPPEMENT TRANSVERSAL DES COUCHES INTERNES ET DE METTRE EVENTUELLEMENT EN EVIDENCE DES VALEURS CRITIQUES DES PARAMETRES ADIMENSIONNELS POUR LESQUELS L'ECOULEMENT SUR L'ILOT CHANGE DE REGIME AVEC DES EFFETS DE CONTOURNEMENT LATERAL DE L'ILOT. ENFIN, UN MODELE SEMI-ANALYTIQUE A ETE CONSTRUIT POUR DECRIRE LE PASSAGE D'UNE COUCHE LIMITE NEUTRE BIDIMENSIONNELLE SUR UN CHANGEMENT BRUSQUE DE RUGOSITE APPARENTE DU SOL. CE MODELE S'APPUIE SUR L'OBSERVATION SYSTEMATIQUE D'UN GRAND NOMBRE DE SIMULATIONS. IL PREDIT LA DISTRIBUTION DE VITESSE ET DE CISAILLEMENT DANS LA COUCHE INTERNE QUI SE DEVELOPPE EN AVAL DU CHANGEMENT. BASE SUR DES CONCEPTS VOISINS DE CEUX DE ELLIOT (1958) ET DE PANOFSKY & TOWNSEND (1964), CE MODELE FOURNIT UNE DESCRIPTION PLUS EXACTE ET PLUS COMPLETE DE LA COUCHE INTERNE. LES RESULTATS DE LA COMPARAISON DU MODELE AUX DONNEES EXPERIMENTALES DE BRADLEY (1968) SONT PARTICULIEREMENT ENCOURAGEANTS

Download or read book Simulations des coulements en milieu urbain lors d un v nement pluvieux extr me written by Quentin Araud and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les écoulements en milieu urbain sont complexes et à l'heure actuelle estimés à l'aide d'outils informatiques. Pourtant, le manque de données expérimentales sur des géométries urbaines rend la validation et l'encadrement de l'utilisation de ces derniers difficile. Cette thèse présente les résultats obtenus sur un modèle physique d'un quartier urbain. La distribution des hauteurs d'eau ainsi que la répartition des débits en sortie du quartier expérimental sont mesurées. Leur étude a mis en évidence certains comportements caractéristiques des écoulements. Les données expérimentales ont été comparées aux simulations numériques générées avec un code 3D (Ansys-Fluent®) et un outil de recherche (Neptune 2D) mis au point durant cette thèse. Ce dernier résout les équations de Barré de Saint Venant 2D à l'aide d'un schéma EVR-DG, associé à une modification des solveurs de Riemann qui rend le code de calcul well-balanced.Les écarts observés entre Ansys-Fluent® et l'expérimental sont majoritairement en-dessous de 10%. Le code Neptune 2D apparait quant à lui légèrement moins précis : les écarts peuvent atteindre 20 à 30%. Diverses hypothèses sont avancées pour expliquer ces écarts.

Download or read book Etude du mod le K epsilon de la turbulence pour les coulements compressibles written by Bijan Mohammadi and published by . This book was released on 1991 with total page 122 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE TRAVAIL EFFECTUE DANS CETTE THESE CONCERNE LES POINTS SUIVANTS: 1) IMPLEMENTATION D'UN MODELE K-EPSILON DANS UN CODE VOLUMES FINIS GALERKIN AVEC FLUX DECENTRES; 2) DEVELOPPEMENT D'UN NOUVEL ALGORITHME POUR K-EPSILON EN UTILISANT DE NOUVELLES VARIABLES AYANT UN COMPORTEMENT STABLE; 3) ETUDE MATHEMATIQUE DE LA POSITIVITE ET L'EXISTENCE DE SOLUTIONS POUR NOTRE NOUVEAU MODELE BASE SUR CES VARIABLES; 4) COMPARAISON DES DIFFERENTES TECHNIQUES POUR LA RESOLUTION EN BAS-REYNOLDS: LOIS DE PAROI, K-EPSILON BAS-REYNOLDS ET APPROCHE BI-COUCHE; 5) VALIDATION NUMERIQUE SUR DES CAS TESTS ACADEMIQUES ET DES CONFIGURATIONS INDUSTRIELLES

Download or read book SIMULATION NUMERIQUE D ECOULEMENTS TURBULENTS AVEC PARTICULES REACTIVES written by EFSTRATIOS.. KOUTIVAS and published by . This book was released on 1986 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DES MODELES DE FERMETURE DES EQUATIONS STATISTIQUES DECRIVANT L'ECOULEMENT, DE DIFFERENTS MODELES DE COMBUSTION TURBULENTE ET DES METHODES NUMERIQUES DE RESOLUTION DES EQUATIONS AUX DERIVES PARTIELLES. ON CHOISIT UN MODELE DU TYPE K-EPSILON ET UNE METHODE A PAS FRACTIONNAIRES (METHODE DE DESINTEGRATION A DEUX CYCLES). OBTENTION ET MODELISATION DES EQUATIONS AUX DERIVES PARTIELLES STATISTIQUES. DISCRETISATION SPATIALE ET TEMPORELLE; DESCRIPTION DES CONDITIONS AUX LIMITES IMPOSEES. VALIDATION DU PROGRAMME DANS DIFFERENTES CONFIGURATIONS D'ECOULEMENTS MONOPHASIQUES (SANS PARTICULES) AVEC ET SANS COMBUSTION

Download or read book Mod lisation tridimensionnelle des coulements en r seau d assainissement written by Adrien Momplot and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La modélisation à l’aide de l’approche RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) a été menée en trois dimensions, en considérant les régimes permanent et non permanent, dans le but de simuler les écoulements au niveau des jonctions, bifurcations et déversoirs d’orage. A travers ces trois exemples d’étude, plusieurs stratégies de modélisation (différentes combinaison lois de paroi/modèles de turbulence, différents algorithmes de couplage pression/vitesse, différents schémas de discrétisation spatiale, différentes conditions aux limites, différents types et tailles de maille, etc.) ont été testées et évaluées à l’aide de plusieurs indicateurs de performance (de type RMS –Root Mean Square) en s’appuyant sur les données de vitesses (vitesses moyennes in situ et champs de vitesses obtenus par PIV en laboratoire), hauteurs d’eau, débits (répartition de débits en bifurcation en laboratoire ou débits déversés in situ). Les résultats obtenus sont transposables aux autres cas de singularités et ouvrages spéciaux rencontrés en réseau d’assainissement et montrent que : i) les résultats des simulations 3D sont sensibles à la rugosité, aux conditions limites de hauteur et de vitesse ; ii) dans les trois cas d’étude, les schémas de discrétisation du second ordre et l’algorithme de couplage pression/vitesse PISO sont appropriés ; ii) la loi de paroi scalable couplée aux modèles de turbulence de type k-ε pour le cas des jonctions (avec un débit latéral inférieur ou égal au débit principal) ou des déversoirs semblent convenir, tandis que le modèle de turbulence RSM associé à la loi de paroi enhanced ou scalable permet de mieux représenter les écoulements à travers les bifurcations ou au niveau des jonctions lorsque le débit latéral est dominant. Sur la base de ces résultats, une méthodologie de modélisation plus générale définie en six étapes et fondée sur le guide proposée par Jakeman et al. (2006) a été mise au point. La méthodologie ainsi définie a été utilisée pour i) améliorer l’instrumentation du déversoir OTHU (Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine) situé à Ecully, à partir de la simulation de sa courbe de fonctionnement et en fournissant les incertitudes sur les débits déversés obtenus ; ii) simuler l’implémentation des capteurs débitmétriques à l’aval d’une jonction. Elle a permis de concevoir et de dimensionner un nouveau dispositif de maîtrise des flux d’eau et de polluants déversés (technologie DSM – dispositif de surveillance et de maîtrise des flux déversés au milieu naturel). Ce dispositif a fait l’objet d’un dépôt de brevet international. Enfin, la mise en œuvre de cette méthodologie a été à l’origine de la découverte d’une nouvelle structure d’écoulement dans la branche latérale d’une bifurcation à 90°. L’analyse des résultats des simulations des écoulements mettant en évidence cette nouvelle structure a montré qu’il était possible de prédire l’apparition de cette dernière à partir du rapport d’aspect et du nombre de Froude.

Download or read book Contribution l tude num rique des coulements inertes et r actifs stabilis s par un largissement brusque sym trique written by Bernardo Martinez Ramirez and published by . This book was released on 2008 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à la simulation numérique des écoulements inertes et réactifs stabilisés en aval d'un élargissement brusque symétrique, alimenté par deux écoulements de canal pleinement développés d'air ou air+propane. L'objectif est, d'une part, de tester sur une géométrie "simple", une modélisation de la combustion en écoulements turbulents et en régime de prémélange et, d'autre part, d'estimer le niveau de précision obtenue afin de pouvoir quantifier une éventuelle amélioration liée à l'utilisation de modèles plus sophistiqués. Le modèle de turbulence k-ε sous sa forme standard avec la loi de paroi, et le modèle de combustion du type PDF présumé, modèle CLE, ont été retenus pour nos simulations. Une étude préliminaire du type KPP nous a permis de déduire les caractéristiques propagatives des zones de réactions moyennes à richesse constante, calculées sur la base du modèle de combustion retenu. Dans ce travail, ont été simulés : trois écoulements inertes et trois écoulements réactifs à richesse constante pour nombres de Reynolds égaux à 25000, 50000 et 75000 et deux écoulements réactifs à richesse variable pour nombre de Reynolds 25000. Concernant les écoulements inertes, on retrouve bien la dissymétrie observée expérimentalement des deux zones de recirculation moyennes. Pour les écoulements réactifs à richesse constante, on retrouve également la resymétrisation de l'écoulement moyen observée expérimentalement. En revanche, la longueur des zones de recirculation moyenne est fortement sous-estimée par le calcul. Un comportement auto-semblable dans la zone proche de l'élargissement est également retrouvé. Pour les écoulements à richesse variable, la perte de symétrie de l'écoulement moyen est bien retrouvée, mais les longueurs des zones de recirculation moyennes sont toujours sous-estimées par le calcul. Des indicateurs quantitatifs d'écart entre les résultats numériques et expérimentaux sont fournis pour les écoulements inertes et réactifs considérés, permettant à l'avenir, d'estimer le gain apporté par le recours à des simulations basées sur une évolution ou sur une amélioration de modèles physiques retenus de le cadre de cette étude.

Download or read book SIMULATION NUMERIQUE D ECOULEMENTS ATMOSPHERIQUES SUR DES RELIEFS written by CLAIRE.. SOLIGNAC and published by . This book was released on 1993 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE BUT DE CETTE THESE EST D'ELABORER UN MODELE NUMERIQUE POUVANT SIMULER LES ECOULEMENTS ATMOSPHERIQUES SUR DES RELIEFS. UN RAPPEL DES PHENOMENES ATMOSPHERIQUES POUVANT EXISTER DANS LA NATURE (COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE, STRATIFICATION THERMIQUE, TURBULENCE, ONDES DE RELIEF) EST EXPOSE AU CHAPITRE II, QUI COMPREND AUSSI UNE REVUE DES PRINCIPAUX TYPES DE MODELES UTILISES JUSQU'A PRESENT POUR TRAITER CES PHENOMENES. LE TROISIEME CHAPITRE COMPORTE UNE DESCRIPTION DES HYPOTHESES ET DES EQUATIONS NECESSAIRES A LA FORMULATION DU MODELE NUMERIQUE TRIDIMENSIONNEL DONT LA CONSTRUCTION EST DECRITE AU CHAPITRE IV. LES RESULTATS DES SIMULATIONS SONT PRESENTES AU CHAPITRE V OU DES PHENOMENES D'ONDES DE RELIEF SUR DES COLLINES GAUSSIENNES BIDIMENSIONNELLES ET TRIDIMENSIONNELLES SONT REPRODUITS NUMERIQUEMENT, AINSI QUE DES PHENOMENES DE RECIRCULATION DERRIERE CES RELIEFS. LES RESULTATS SONT COMPARES AVEC DES SOLUTIONS THEORIQUES ET DES RESULTATS D'AUTRES MODELES DE LA LITTERATURE.

Download or read book Raffinement local adaptatif et m thodes multiniveaux pour la simulation d coulements multiphasiques written by Sebastian Minjeaud and published by . This book was released on 2010 with total page 260 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce manuscrit de thèse décrit certains aspects numériques et mathématiques liés à la simulation d’écoulements incompressibles triphasiques à l’aide d’un modèle à interfaces diffuses de type Cahn-Hilliard (les interfaces sont représentées par des zones d’épaisseur faible mais non nulle) couplé aux équations de Navier-Stokes. La discrétisation en espace est effectuée par approximation variationnelle de Galerkin et la méthode des éléments finis. La présence d’échelles très différentes dans le système (les épaisseurs d’interfaces étant très petites devant les tailles caractéristiques du domaine) suggère l’utilisation d’une méthode de raffinement local adaptatif. La procédure que nous avons mise en place, permet de prendre en compte implicitement les non conformités des maillages générés, pour produire in fine des espaces d’approximation éléments finis conformes. Le principe est de raffiner en premier lieu les fonctions de base plutôt que le maillage. Le raffinement d’une fonction de base est rendu possible par l’existence conceptuelle d’une suite emboîtée de grilles uniformément raffinées, desquelles sont déduites des relations “parents-enfants” reliant les fonctions de bases de deux niveaux successifs de raffinement. Nous montrons, en outre, comment exploiter cette méthode pour construire des préconditionneurs multigrilles. A partir d’un espace d’approximation éléments finis composite (contenant plusieurs niveaux de raffinement), il est en effet possible par “coarsening” de reconstruire une suite d’espaces emboîtés auxiliaires, permettant ainsi d’entrer dans le cadre abstrait multigrille. Concernant la discrétisation en temps, notre étude a commencé par celle du système de Cahn-Hilliard. Pour remedier aux problèmes de convergence de la méthode de Newton utilisée pour résoudre ce système (non linéaire), un schéma semi-implicite a été proposé. Il permet de garantir la décroissance de l’énergie libre discrète assurant ainsi la stabilité du schéma. Nous montrons l’existence et la convergence des solutions discrètes vers une solution faible du système. Nous poursuivons ensuite cette étude en donnant une discrétisation en temps inconditionnellement stable du modèle complet Cahn-Hilliard/Navier-Stokes. Un point important est que cette discrétisation ne couple pas fortement les systèmes de Cahn-Hilliard et Navier-Stokes, autorisant une résolution découplée des deux systèmes dans chaque pas de temps. Nous montrons l’existence des solutions discrètes et, dans le cas où les trois fluides ont la même densité, nous montrons leur convergence vers des solutions faibles. Nous étudions, pour terminer cette partie, diverses problématiques liées à l’utilisation de la méthode de projection incrémentale. Enfin, la dernière partie présente plusieurs exemples de simulations numériques, diphasiques et triphasiques, en deux et trois dimensions.

Download or read book MODELISATION DES SOLS URBAINS POUR LES SIMULATIONS DE L ATMOSPHERE AUX ECHELLES SUB MESO written by EMMANUEL.. GUILLOTEAU and published by . This book was released on 1999 with total page 322 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON PROPOSE LES METHODES ET OUTILS DE REPRESENTATION DES ECHANGES ENTRE LE SOL URBAIN ET L'ATMOSPHERE, POUR LE MODELE COMMUNAUTAIRE SUBMESO DEDIE A LA SIMULATION DE LA PHYSICO-CHIMIE DE L'ATMOSPHERE URBAINE AUX ECHELLES SUB-MESO. LA PREMIERE PARTIE CONCERNE LA MODELISATION DES FLUX DE QUANTITE DE MOUVEMENT ET DE SCALAIRES ENTRE LE SOL ET L'ATMOSPHERE, MODELISATION BASEE SUR LA THEORIE DE SIMILITUDE DE MONIN-OBUKHOV. UNE NOUVELLE METHODE DE CALCUL DES COEFFICIENTS DE TRANSFERT EST DEVELOPPEE. CELLE-CI EST NON ITERATIVE, ADAPTEE AUX PLUS RECENTES RELATIONS SEMI-EMPIRIQUES FLUX-PROFILS ET PREND EN COMPTE DES LONGUEURS DE RUGOSITE DYNAMIQUE ET THERMIQUE DIFFERENTES. LA SECONDE PARTIE CONCERNE LA REPRESENTATION DES SOLS DANS LES MODELES ATMOSPHERIQUES. LES NOUVELLES PARAMETRISATIONS INTRODUITES PERMETTENT AU MODELE DE SOL RURAL DE TYPE FORCE-RESTORE EXISTANT DANS LE MODELE SUBMESO DE PRENDRE EN COMPTE LES PRINCIPAUX PROCESSUS THERMODYNAMIQUES DE LA CANOPEE URBAINE, POUR OBTENIR LES VARIABLES THERMODYNAMIQUES (TEMPERATURE ET HUMIDITE) REPRESENTATIVES DU SOL NECESSAIRES A L'ESTIMATION DES ECHANGES AVEC L'ATMOSPHERE. LA DERNIERE PARTIE CONCERNE LA DETERMINATION DE LA RUGOSITE DYNAMIQUE EN MILIEU URBAIN A L'AIDE DE SIMULATIONS NUMERIQUES. CELLES-CI SONT EFFECTUEES AVEC LE CODE DE CALCUL PETITE ECHELLE CHENSI, DONT LA VERSION VOLUMES FINIS A ETE DEVELOPPEE A CETTE OCCASION. LA METHODOLOGIE UTILISEE EST CELLE DES EXPERIENCES NUMERIQUES DE DEVELOPPEMENT DE COUCHE INTERNE AU-DESSUS DE QUARTIERS DE TRES GRANDE ENVERGURE CONSTITUES PAR DES ARRANGEMENTS REGULIERS DE BATIMENTS STYLISES. DANS LE CADRE DE LA THEORIE DE SIMILITUDE DE MONIN-OBUKHOV, L'ANALYSE DE LA SOUS-COUCHE EN EQUILIBRE A L'INTERIEUR DE LA COUCHE INTERNE FOURNIT LES PARAMETRES DE RUGOSITE DYNAMIQUE INTRINSEQUE DU QUARTIER. ON ANALYSE FINALEMENT LES LIMITES DE VALIDITE DE CETTE THEORIE POUR L'ATMOSPHERE URBAINE.

Download or read book Assimilation de donn es et couplage d chelles pour la simulation de la dispersion atmosph rique en milieu urbain written by Chi Vuong Nguyen and published by . This book was released on 2017 with total page 285 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La surveillance de la qualité de l'air est actuellement effectuée avec des mesures de concentration et à partir d'outils de modélisation de la dispersion atmosphérique. Ces modèles numériques évaluent les concentrations des polluants avec une résolution spatio-temporelle plus fine que les mesures. Néanmoins, les estimations fournies par ces modèles sont moins précises que les mesures. Dans ce projet de recherche, nous avons étudié les approches de couplage d'échelles et d'assimilation de données pour améliorer les estimations fournies par le modèle de dispersion atmosphérique SIRANE, dédié à l'échelle urbaine. L'approche de couplage d'échelles consiste à déterminer les conditions aux limites d'une simulation à partir d'une autre simulation à plus grande échelle. Au cours de ce travail de thèse, nous avons analysé trois méthodes afin de coupler le modèle urbain SIRANE et le modèle à méso-échelle CHIMERE. Cette étude montre que ces méthodes permettent potentiellement d'estimer la qualité de l'air à l'échelle urbaine de manière plus satisfaisante que les modèles à méso-échelle (utilisés seuls). Cependant, elles n'améliorent pas forcément la modélisation des conditions aux limites d'une simulation à l'échelle urbaine et les estimations fournies par celles-ci. Cela est a priori lié au fait que les estimations fournies par le modèle CHIMERE ne sont pas suffisamment satisfaisantes sur notre cas d'étude. Il est néanmoins possible que ces méthodes améliorent les résultats à l'échelle urbaine en utilisant une simulation à l'échelle régionale de meilleure qualité. L'approche d'assimilation de données consiste à combiner les mesures et les données modélisées afin de déterminer la meilleure estimation de l'état d'un système. Durant cette thèse, nous avons étudié trois méthodes d'assimilation de données : la méthode de débiaisement, la méthode que nous avons nommée modulation de la contribution des sources et la méthode Best Linear Unbiased Estimator. Cette étude indique que ces méthodes permettent globalement d'améliorer les estimations fournies par le modèle SIRANE. L'étude de sensibilité vis-à-vis du nombre de mesures utilisées lors de l'assimilation de données indique qu'en général, plus ce nombre est élevé plus les résultats sont satisfaisants. Enfin, les résultats montrent que les performances statistiques associées à ces trois méthodes d'assimilation de données sont globalement comparables entre elles sur notre cas d'étude.

Download or read book Mod lisation des coulements surface libre en r seaux maill s et ramifi s written by and published by . This book was released on 2000 with total page 236 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book SIMULATION NUMERIQUE D UN ECOULEMENT TURBULENT AUTOUR DE BATIMENTS DE FORMES COURBES written by DJAMEL.. LAKEHAL and published by . This book was released on 1994 with total page 253 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA THESE PRESENTEE TRAITE DE LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS VISQUEUX AUTOUR DE GEOMETRIES DE FORMES COMPLEXES DANS UNE OPTIQUE DE PREDICTION DES CHARGES AERODYNAMIQUES. DIFFERENTS ASPECTS PHYSIQUES SONT EXAMINES, NOTAMMENT LES EFFETS DE LA RUGOSITE DE SURFACE, DE LA TURBULENCE AMONT ET LA TRIDIMENSIONALITE SUR LA STRUCTURE DES ECOULEMENTS. LA METHODE NUMERIQUE UTILISEE EST BASEE SUR UNE APPROCHE VOLUMES FINIS (CODE PHOENICS). LES EQUATIONS DE MOUVEMENT TRANSFORMEES EN COORDONNEES GENERALISEES SONT IMPLICITEMENT RESOLUES. LA FERMETURE DES EQUATIONS EST ASSUREE PAR LE MODELE K-E. L'EFFET DE LA RUGOSITE, DE LA TURBULENCE ET DU NOMBRE DE REYNOLDS SONT CARACTERISES A PARTIR DES RESULTATS DE CALCULS DES ECOULEMENTS AUTOUR DE CYLINDRES BIDIMENSIONNELS ET D'UNE JONCTION CYLINDRE-PLAQUE PLANE. LES EFFETS DES CONDITIONS AUX LIMITES SUR LE CHAMP DE PRESSION MOYENNE ET SUR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT SONT MIS EN EVIDENCE. L'APPROCHE NUMERIQUE AINSI EVALUEE, EST APPLIQUEE AU CALCUL D'UN ECOULEMENT TURBULENT AUTOUR D'UN BATIMENT REEL. LES RESULTATS SONT COMPARES A CEUX OBTENUS DANS LA SOUFFLERIE A COUCHE LIMITE TURBULENTE DU CSTB. DEUX VARIANTES DU MODELE K-E ONT ETE INTRODUITES A CETTE OCCASION. LE MODELE DE YAP (1988) N'APPORTE PAS D'AMELIORATION DANS LA PREDICTION DE LA SEPARATION DE LA COUCHE LIMITE SUR UNE SURFACE GAUCHE. DE MEME, LE MODELE K-E BASE SUR L'APPROCHE RNG SEMBLE, DANS L'ETAT ACTUEL DE SON DEVELOPPEMENT, INADAPTE AUX CALCULS DES ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS

Download or read book tudes fines des changes nerg tiques entre les b timents et l atmosph re urbaine written by Noëlie Daviau and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse porte sur l'effet que les bâtiments exercent sur l'atmosphère urbaine et notamment sur les échanges énergétiques qui s'opèrent entre les deux systèmes. Afin de modéliser plus finement les effets thermiques du bâtiment sur les écoulements atmosphériques lors de simulations réalisées par le logiciel de CFD Code_Saturne, nous procédons au couplage de cet outil avec le modèle de bâtiment BuildSysPro. Cette bibliothèque fonctionne sous Dymola et peut calculer des matrices descriptives du bâtiment utilisables ensuite en dehors du logiciel. Ce sont donc ces matrices qui sont utilisées pour le couplage par l'intermédiaire d'un code assurant l'échange de données entre les calculs de thermique du bâtiment et ceux de CFD. Après une revue des phénomènes physiques en lien avec l'atmosphère urbaine et des modèles existants, nous nous intéressons aux interactions entre l'atmosphère et le milieu urbain, notamment les bâtiments. Ceux-ci peuvent avoir un impact sur les écoulements aussi bien dynamique, en tant qu'obstacles, que thermique, via leurs températures de parois. Parallèlement à la mise en place du couplage entre les deux logiciels, nous étudions les données de la campagne de mesures EM2PAU que nous utilisons pour notre validation. EM2PAU, réalisée en 2011 à Nantes, représente une rue canyon idéalisée par deux rangées de conteneurs. La campagne a pour spécificité de prendre simultanément les mesures de températures d'air et de parois ainsi que les vitesses du vent de référence et des écoulements dans le canyon par un anémomètre sonique placé à 10 m d'altitude et six autres positionnés en six emplacements dans le canyon. Nous cherchons donc à mettre en évidence les effets dynamiques et thermiques des bâtiments sur les écoulements à partir des résultats de cette campagne, pour ensuite les simuler. Puis la modélisation numérique des écoulements sur le domaine de EM2PAU est réalisée. L'objectif de ce travail est de mettre en évidence l'influence des effets thermiques des parois sur les flux atmosphériques. Nous comparons des simulations avec différentes méthodes pour donner les valeurs des températures de surface des conteneurs. La première méthode consiste à imposer ces températures d'après les mesures ; ainsi la température de chaque paroi sera fixée à la température de surface mesurée lors de l'instrumentation de EM2PAU. Quant à la deuxième méthode, on impose la température de l'air extérieur mesurée à l'instant simulé à toutes les parois des conteneurs, afin de créer un cas où l'on n'observe que peu ou pas d'échanges de chaleur. Enfin la troisième méthode est la simulation couplée de Code_Saturne et BuildSysPro. Les résultats des différentes simulations sont alors comparés afin de distinguer les effets thermiques des parois des bâtiments sur les écoulements d'air. Nous observons que les effets dynamiques sont primordiaux et peuvent engendrer des vitesses verticales de l'écoulement dans le canyon de l'ordre plusieurs mètres par seconde, tandis que des écarts de températures de surface de l'ordre de 15°C peuvent modifier les vitesses verticales du vent de moins de 0, 5 mètres par seconde. Si ces effets thermiques sont difficiles à isoler sur des mesures en raison des autres phénomènes susceptibles d'influencer les écoulements atmosphériques, les études numériques peuvent toutefois mieux quantifier ces différences.

Download or read book Impact des microclimats urbains sur la demande nerg tique des b timents written by Emmanuel Bozonnet and published by . This book was released on 2005 with total page 222 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les systèmes de conditionnement des ambiances intérieures participent pour une part importante à la demande énergétique des bâtiments, notamment en été. L'objectif de cette étude est de définir par des simulations thermoaérauliques l'interaction du microclimat urbain avec le bâti et sa demande énergétique de climatisation dans le cas d'une rue canyon. Le modèle choisi, de type zonal, nous permet de décrire les paramètres de température et de vitesse d'air dans la rue, avec un degré de précision intermédiaire entre la modélisation CFD fine et les approches nodales simplifiées. L'ensoleillement et les inter-réflexions dans la rue sont ensuite modélisés par une méthode simplifiée, développée et appliquée à l'étude de la convection naturelle dans une rue. Les écoulements dominants dus au vent sont par ailleurs étudiés à partir de données expérimentales, sur la base desquelles un modèle simplifié est proposé, en conditions isothermes. Le couplage des effets du vent et de la convection naturelle a été étudié dans le cas d'une rue canyon sur 28 jours. Nous concluons sur l'importance de la modélisation thermoaéraulique pour la détermination de l'effet d'îlot de chaleur urbain, ainsi que la demande énergétique des bâtiments.

Download or read book Simulation num rique multidimentionnelle d coulements estuariens written by Agnès Petrau and published by . This book was released on 2009 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On s'intéresse dans cette thèse à la modélisation et à la simulation multidimensionnelle de l'hydrodynamique fluviale, notamment près des estuaires. Le modèle physique de référence est le modèle 3D, mais au vu de son important coût de calcul, il est intéressant de disposer de modèles plus simples en 1D, 2D ou 2.5D, que l'on peut utiliser dans des zones adéquates du fleuve, en fonction de sa topographie et de sa bathymétrie. Ainsi, à partir du modèle 3D basé sur les équations instationnaires et incompressibles de Navier-Stokes, des modèles plus simples sont dérivés par projection par formulations faibles du problème 3D. On obtient ainsi un modèle en 1D, écrit sur la courbe médiane de la surface libre du fleuve, ainsi que deux modèles en 2D, le 2D-vertical écrit sur la surface longitudinale médiane du fleuve et le 2D-horizontal écrit sur la surface libre. Enfin on définit un modèle en quasi-3D, le modèle 2.5D, écrit dans la somme des espaces 2D-vertical et 2D-horizontal. Tous ces modèles prennent en compte la géométrie du fleuve et fournissent une vitesse tridimensionnelle ainsi que la pression, qui n'est pas supposée hydrostatique mais qui est une inconnue entière du problème. En outre, on définit et justifie un estimateur de modèles, entre le modèle 3D et chacune de ses approximations en 1D, 2D et 2.5D. Cet estimateur calcule l'erreur entre le modèle 3D et son approximation, et donne ainsi une indication sur la qualité des résultats obtenus à partir des modèles 1D, 2D ou 2.5D, dans leurs zones respectives de calcul. Tous ces modèles hydrodynamiques sont implémentés dans des codes d'éléments finis, écrits en C++. Enfin, ils sont couplés numériquement à l'aide de l'estimateur de modèles.