Asymptotic Analysis and Boundary Layers
Asymptotic Analysis and Boundary Layers

Author: Jean Cousteix

Publisher: Springer Science & Business Media

Published: 2007-03-22

Total Pages: 437

ISBN-13: 3540464891

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This book presents a new method of asymptotic analysis of boundary-layer problems, the Successive Complementary Expansion Method (SCEM). The first part is devoted to a general presentation of the tools of asymptotic analysis. It gives the keys to understand a boundary-layer problem and explains the methods to construct an approximation. The second part is devoted to SCEM and its applications in fluid mechanics, including external and internal flows.

Three-Dimensional Attached Viscous Flow
Three-Dimensional Attached Viscous Flow

Author: Ernst Heinrich Hirschel

Publisher: Springer Science & Business Media

Published: 2013-10-29

Total Pages: 396

ISBN-13: 3642413781

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Viscous flow is treated usually in the frame of boundary-layer theory and as two-dimensional flow. Books on boundary layers give at most the describing equations for three-dimensional boundary layers, and solutions often only for some special cases. This book provides basic principles and theoretical foundations regarding three-dimensional attached viscous flow. Emphasis is put on general three-dimensional attached viscous flows and not on three-dimensional boundary layers. This wider scope is necessary in view of the theoretical and practical problems to be mastered in practice. The topics are weak, strong, and global interaction, the locality principle, properties of three-dimensional viscous flow, thermal surface effects, characteristic properties, wall compatibility conditions, connections between inviscid and viscous flow, flow topology, quasi-one- and two-dimensional flows, laminar-turbulent transition and turbulence. Though the primary flight speed range is that of civil air transport vehicles, flows past other flying vehicles up to hypersonic speeds are also considered. Emphasis is put on general three-dimensional attached viscous flows and not on three-dimensional boundary layers, as this wider scope is necessary in view of the theoretical and practical problems that have to be overcome in practice. The specific topics covered include weak, strong, and global interaction; the locality principle; properties of three-dimensional viscous flows; thermal surface effects; characteristic properties; wall compatibility conditions; connections between inviscid and viscous flows; flow topology; quasi-one- and two-dimensional flows; laminar-turbulent transition; and turbulence. Detailed discussions of examples illustrate these topics and the relevant phenomena encountered in three-dimensional viscous flows. The full governing equations, reference-temperature relations for qualitative considerations and estimations of flow properties, and coordinates for fuselages and wings are also provided. Sample problems with solutions allow readers to test their understanding.

COUPLAGE FLUIDE VISQUEUX-FLUIDE PARFAIT PAR UNE METHODE D'ELEMENTS FINIS
COUPLAGE FLUIDE VISQUEUX-FLUIDE PARFAIT PAR UNE METHODE D'ELEMENTS FINIS

Author: ODILE.. LABBE

Publisher:

Published: 1982

Total Pages: 158

ISBN-13:

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TRAITEMENT NUMERIQUE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES BIDIMENSIONNELLES STATIONNAIRES DANS LE CAS INCOMPRESSIBLE; LE DOMAINE DE CALCUL EST DIVISE EN DEUX ZONES: DANS L'UNE LE FLUIDE EST CONSIDERE COMME VISQUEUX DANS L'AUTRE COMME PARFAIT. LA METHODE DE RESOLUTION CHOISIE EST UNE METHODE D'ELEMENTS FINIS EN FONCTION DE COURANT ET TOURBILLON. ETUDE SUR L'ESTIMATION D'ERREUR DU TOURBILLON. DESCRIPTION DE L'ALGORITHME DE RESOLUTION UTILISANT UNE METHODE DE GRADIENT CONJUGUE POUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE DIFFUSION-CONVECTION. RESULTATS NUMERIQUES POUR UN PROFIL NACA0012-SYMETRIQUE

AGARD Advisory Report
AGARD Advisory Report

Author: North Atlantic Treaty Organization. Advisory Group for Aerospace Research and Development

Publisher:

Published: 1981

Total Pages: 32

ISBN-13:

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Méthode de Couplage Conservative Entre Un Fluide Compressible Non-visqueux Et Une Structure Tridimensionnelle Déformable Pouvant Se Fragmenter
Méthode de Couplage Conservative Entre Un Fluide Compressible Non-visqueux Et Une Structure Tridimensionnelle Déformable Pouvant Se Fragmenter

Author: Maria Adela Puscas

Publisher:

Published: 2014

Total Pages: 0

ISBN-13:

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We develop a coupling method between an inviscid compressible fluid and a three dimensional mobile structure. We consider first a rigid structure, then a deformable, and finally a fragmenting one. The coupling hinges on a Conservative Immersed Boundary method combined with a Finite Volume method for the fluid and a Discrete Element method for the structure. The method yields conservation of mass, momentum, and energy of the system. The method also exhibits consistency properties, such as the absence of numerical roughness on a rigid wall. The method is explicit in time in the case of a rigid structure, and semi-implicit when the structure is deformable. The time semi-implicit method avoids that tangential deformations of the structure impact the fluid, and the method converges geometrically with a non-restrictive CFL condition on the time step. We present numerical results showing the robustness of the method in the case of a rigid sphere lifted by a shock wave, a clamped beam flexed by a shock wave, and a cylinder undergoing fragmentation owing to an intern explosion.

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.