Étude de modèles de turbulence pour les couches limites tridimensionnelles

Étude de modèles de turbulence pour les couches limites tridimensionnelles

Author: Pierre Malecki

Publisher:

Published: 1994

Total Pages: 249

ISBN-13:

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La couche limite tridimensionnelle turbulente est le siège de phénomènes complexes, particulièrement du point de vue de la structure de la turbulence. L'xploitation des propriétés des équations de Prandtl permet un calcul très rapide par une méthode de marche en espace, ce qui facilite l'étude des performances de modèles de fermeture complexes. Le code de calcul de couche limite du CERT/DERAT a été étendu pour permettre des calculs en mode inverse ; des modèles de turbulence classiques, reposant sur l'intéhration de une à cinq équations de transport pour les moments turbulents, ont été inclus dans la méthode en vue d'une utilisation industrielle. La surface sur laquelle se développe la couche limite peut être donnée par plusieurs blocs de maillage structuré, et la méthode proposée permet la coexistence de zones laminaires, transitionnelles ou turbulentes avec équations de transport. En couche limite tridimensionnelle, la contrainte de cisaillement turbulente n'est pas alignée avec la contrainte visqueuse. Les modèles à viscosité tourbillonnaire étant incapables de reproduire cette propriété une autre partie de l'étude, plus fondamentale, examine les développements récents sur la fermeture au second ordre. L'accent porte particulièrement sur le tenseur des corrélations pression-déformation, et ses propriétés pour la couche limite tridimensionnelle sont étudiées. Les adaptations nécessaires pour prendre en compte la présence de la paroi sont également présentées. Tout le tenseur de Reynolds a été intégré numériquement par des approches à une ou deux couches pour évaluer des fermetures récentes non linéaires en écoulement tridimensionnel, sur les cas d'une aile en flèche et d'un ellipsoïde de révolution en incidence. Une excellente prévision de l'écoulement moyen, et des désalignements, bien qu'encore trop peu importants ont pu être obtenus avec certains modèles.


Turbulent Flows

Turbulent Flows

Author: Jean Piquet

Publisher: Springer Science & Business Media

Published: 2013-04-17

Total Pages: 767

ISBN-13: 3662035596

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obtained are still severely limited to low Reynolds numbers (about only one decade better than direct numerical simulations), and the interpretation of such calculations for complex, curved geometries is still unclear. It is evident that a lot of work (and a very significant increase in available computing power) is required before such methods can be adopted in daily's engineering practice. I hope to l"Cport on all these topics in a near future. The book is divided into six chapters, each· chapter in subchapters, sections and subsections. The first part is introduced by Chapter 1 which summarizes the equations of fluid mechanies, it is developed in C~apters 2 to 4 devoted to the construction of turbulence models. What has been called "engineering methods" is considered in Chapter 2 where the Reynolds averaged equations al"C established and the closure problem studied (§1-3). A first detailed study of homogeneous turbulent flows follows (§4). It includes a review of available experimental data and their modeling. The eddy viscosity concept is analyzed in §5 with the l"Csulting ~alar-transport equation models such as the famous K-e model. Reynolds stl"Css models (Chapter 4) require a preliminary consideration of two-point turbulence concepts which are developed in Chapter 3 devoted to homogeneous turbulence. We review the two-point moments of velocity fields and their spectral transforms (§ 1), their general dynamics (§2) with the particular case of homogeneous, isotropie turbulence (§3) whel"C the so-called Kolmogorov's assumptions are discussed at length.


ETUDE D'UNE INTERACTION TRIDIMENSIONNELLE ONDE DE CHOC/COUCHE LIMITE TURBULENTE EN ECOULEMENT SUPERSONIQUE

ETUDE D'UNE INTERACTION TRIDIMENSIONNELLE ONDE DE CHOC/COUCHE LIMITE TURBULENTE EN ECOULEMENT SUPERSONIQUE

Author: GERALD.. LACASSIN

Publisher:

Published: 1995

Total Pages: 209

ISBN-13:

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CETTE ETUDE TRAITE DE L'INTERACTION TRIDIMENSIONNELLE ONDE DE CHOC/COUCHE LIMITE TURBULENTE, QUI EST UN PHENOMENE D'UN GRAND INTERET PRATIQUE POUR LES AVIONS SUPERSONIQUES. L'INTERACTION EST INDUITE PAR UNE PLAQUE PLANE A BORD D'ATTAQUE ARRONDI, MONTEE PERPENDICULAIREMENT A LA PAROI INFERIEURE D'UNE SOUFFLERIE. LES CHAMPS DE VITESSES MOYENNES ET TURBULENTES SONT MESURES DANS DES PLANS LONGITUDINAUX, A L'AIDE D'EXPLORATIONS PAR VELOCIMETRIE LASER TRIDIMENSIONNELLE, COMPLETEES PAR DES RELEVES DE PRESSION PARIETALE, ET PAR DES VISUALISATIONS DE LIGNES DE FROTTEMENT. LA STRUCTURE DE CHOCS EN LAMBDA ET L'ORGANISATION TOURBILLONNAIRE DE L'ECOULEMENT DECOLLE SONT EXAMINEES. LES PROPRIETES DE LA TURBULENCE SONT ANALYSEES, NOTAMMENT EN RELATION AVEC LA STRUCTURE DU CHAMP MOYEN. LE TRAINAGE DES PARTICULES D'ENSEMENCEMENT EST EVALUE AU VOISINAGE DES CHOCS. CETTE EXPERIENCE EST SIMULEE PAR UN CODE DE RESOLUTION DES EQUATIONS MOYENNEES EN TEMPS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES, ASSOCIEES A UN MODELE DE TURBULENCE ALGEBRIQUE DE LONGUEUR DE MELANGE. LA METHODE NUMERIQUE EMPLOYEE SE CARACTERISE PAR UN SCHEMA EXPLICITE CENTRE AVEC UNE APPROCHE VOLUMES FINIS, EN MAILLAGE STRUCTURE. NOUS ANALYSONS L'INFLUENCE DE LA DISTRIBUTION DE VISCOSITE TURBULENTE SUR L'INTERACTION, AINSI QUE L'INDEPENDANCE DU CALCUL VIS A VIS DU MAILLAGE. LA VALIDITE DU MODELE DE TURBULENCE EST DISCUTEE PAR UNE CONFRONTATION AVEC CERTAINS RESULTATS EXPERIMENTAUX


Turbulence Models and Their Application

Turbulence Models and Their Application

Author: Tuncer Cebeci

Publisher: Springer Science & Business Media

Published: 2003-12-04

Total Pages: 140

ISBN-13: 9783540402886

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After a brief review of the more popular turbulence models, the author presents and discusses accurate and efficient numerical methods for solving the boundary-layer equations with turbulence models based on algebraic formulas (mixing length, eddy viscosity) or partial-differential transport equations. A computer program employing the Cebeci-Smith model and the k-e model for obtaining the solution of two-dimensional incompressible turbulent flows without separation is discussed in detail and is presented in the accompanying CD.


New Tools in Turbulence Modelling

New Tools in Turbulence Modelling

Author: Olivier Metais

Publisher: Springer Science & Business Media

Published: 2013-06-29

Total Pages: 312

ISBN-13: 3662089750

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Numerical large-eddy simulation techniques are booming at present and will have a decisive impact on industrial modeling and flow control. The book represents the general framework in physical and spectral space. It also gives the recent subgrid-scale models. Topics treated include compressible turbulence research, turbulent combustion, acoustic predictions, vortex dynamics in non-trivial geometries, flows in nuclear reactors and problems in atmospheric and geophysical sciences. The book addresses numerical analysts, physicists, and engineers.


Étude de contraintes et qualification de modèles à viscosité turbulente

Étude de contraintes et qualification de modèles à viscosité turbulente

Author: Stéphane Catris

Publisher:

Published: 1999

Total Pages: 204

ISBN-13:

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Cette étude traite des prévisions des modèles de turbulence. Nous nous sommes principalement centrés sur les modèles à viscosité turbulente ou viscosité tourbillonnaire avec équations de transport. La configuration d'écoulement est la couche limite turbulente pour laquelle les moyens de calcul ne permettent pas de résoudre complètement le système d'équations du mouvement instantanné. Deux effets agissant sur ce type d'écoulements sont étudiés indépendamment l'un de l'autre pour ne pas mêler les effets. Nous nous intéressons tout d'abord à l'effet de la compressibilité de l'écoulement dans une couche limite supersonique. Le second paramètre pris en compte est le gradient de pression pour la couche limite incompressible. Les applications de ce travail concernent le domaine aéronautique et les problèmes d'aérodynamique. En premier lieu, certaines propriétés des couches limites sont identifiées. Chacune de ces contraintes physiques est traduite en contrainte mathématique pour le modèle par l'intermédiaire d'une théorie. La pertinence de chaque théorie est ensuite démontrée numériquement. La démarche théorique ainsi que le calcul numérique permettent de qualifier les modèles sélectionnés. Pour la couche limite compressible, une nouvelle écriture de modèle est considérée qui permet de prendre en compte l'effet de compressibilité. Son bon comportement théorique et numérique est alors prouvé. Pour la couche limite soumise à un gradient de pression, un modèle exploratoire est développé permettant de reproduire un maximum de contraintes physiques. Son bon comportement est également démontré.


Modelling Turbulence in Engineering and the Environment

Modelling Turbulence in Engineering and the Environment

Author: Kemal Hanjalić

Publisher: Cambridge University Press

Published: 2022-11-24

Total Pages: 536

ISBN-13: 1108883354

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Modelling transport and mixing by turbulence in complex flows are huge challenges for computational fluid dynamics (CFD). This highly readable book introduces readers to modelling levels that respect the physical complexity of turbulent flows. It examines the hierarchy of Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) closures in various situations ranging from fundamental flows to three-dimensional industrial and environmental applications. The general second-moment closure is simplified to linear eddy-viscosity models, demonstrating how to assess the applicability of simpler schemes and the conditions under which they give satisfactory predictions. The principal changes for the second edition reflect the impact of computing power: a new chapter devoted to unsteady RANS and another on how large-eddy simulation, LES, and RANS strategies can be effectively combined for particular applications. This book will remain the standard for those in industry and academia seeking expert guidance on the modelling options available, and for graduate students in physics, applied mathematics and engineering entering the world of turbulent flow CFD.


Analyse théorique et moyens de prévision de la couche limite turbulente tridimensionnelle

Analyse théorique et moyens de prévision de la couche limite turbulente tridimensionnelle

Author: Jean Cousteix

Publisher:

Published: 1974

Total Pages: 138

ISBN-13:

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PRINCIPES D'ETUDE GENERAUX. SCHEMAS DE TURBULENCE. SOLUTION DE SIMILITUDE (SOLUTION ASYMPTOTIQUE). APPLICATION DANS UNE METHODE DE CALCUL INTEGRALE. ETUDE D'ECOULEMENTS IDEALISES (AILE EN FLECHE D'ENVERGURE INFINIE), RESOLUTION DES EQUATIONS DE COUCHE LIMITE, GLOBALES ET LOCALES; EXEMPLES D'APPLICATION. LES EQUATIONS DES COUCHES LIMITES TRIDIMENSIONNELLES SONT RESOLUES EN ETENDANT AU CAS TRIDIMENSIONNEL UN SCHEMA DE LONGUEUR DE MELANGE AMELIORE, APPLIQUE ANTERIEUREMENT AUX COUCHES LIMITES BIDIMENSIONNELLES