MODELISATION AU SECOND ORDRE ET SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME VARIABLE
MODELISATION AU SECOND ORDRE ET SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME VARIABLE

Author: THIERRY.. AURIER

Publisher:

Published: 1995

Total Pages: 242

ISBN-13:

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CONTRIBUTION ORIGINALE A L'ANALYSE ET A LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME VARIABLE. APPROCHE THEORIQUE. L'ANALYSE ET LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME MASSIQUE VARIABLE NECESSITENT UNE DESCRIPTION MATHEMATIQUE DE L'EVOLUTION DES GRANDEURS PHYSIQUES EN GRANDEUR MOYENNE. LA RESOLUTION SOUTEND DE METTRE EN PLACE UN SYSTEME FERME D'EQUATIONS STATISTIQUEMENT MOYENNEES DECRIVANT CORRECTEMENT L'EVOLUTION DE L'ECOULEMENT DE TELS FLUIDES. LA PRESENCE DU VOLUME MASSIQUE ACCROIT CONSIDERABLEMENT LA COMPLEXITE STRUCTURELLE D'UN TEL SYSTEME, INTRODUISANT NOTAMMENT UN FORT COUPLAGE ENTRE TOUTES LES EQUATIONS. L'ECRITURE DES EQUATIONS DE BILAN PAR UNITE DE MASSE EN MOYENNE STATISTIQUE DE REYNOLDS CONDUIT A LA PROPOSITION D'UN SYSTEME MATHEMATIQUEMENT APPROPRIE A L'ANALYSE DES ECOULEMENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. L'UTILISATION D'UN OPERATEUR CENTRE NOUS PERMET DE IDENTIFIER LES DIFFERENTS PHENOMENES PHYSIQUES PRESENTS DANS LES ECOULEMENTS TURBULENTS, ENRICHISSANT L'ANALYSE ET LA MODELISATION. ON DEGAGE UNE STRUCTURE MATHEMATIQUE REMARQUABLE DES EQUATIONS DE BILAN, EN METTANT PARTICULIEREMENT EN RELIEF LE ROLE DE LA FLUCTUATION DE VOLUME. NOUS PROPOSONS ALORS UN SYSTEME D'EQUATION ENTIEREMENT FERME AU SECOND ORDRE COMPLETE PAR UNE DEMARCHE ORIGINALE DE CONSTRUCTION DE MODELES EQUIVALENTS DE TURBULENCE UTILISANT LA COMPLEMENTARITE DE DEUX PROCESSUS STATISTIQUES D'ANALYSE DES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES. SIMULATION NUMERIQUE. LA SIMULATION NUMERIQUE D'UN JET PLAN CHAUFFE HORS HYPOTHESE DE BOUSSINESQ PERMET DE VALIDER LA DEMARCHE DE FERMETURE TURBULENTE. CES RESULTATS SONT OBTENUS A PARTIR DE L'ECRITURE ET LA STABILISATION D'UN NOUVEAU CODE DE CALCUL QUETZAL. LES PREMIERS RESULTATS METTENT EN EVIDENCE L'ACTION DETERMINANTE DE LA VARIATION ET DE LA FLUCTUATION DE VOLUME SUR LES ECHELLES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT AINSI QUE SUR SA STRUCTURE TURBULENTE

IUTAM Symposium on Variable Density Low-Speed Turbulent Flows
IUTAM Symposium on Variable Density Low-Speed Turbulent Flows

Author: Louis Fulachier

Publisher: Springer Science & Business Media

Published: 2012-12-06

Total Pages: 372

ISBN-13: 9401154740

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The General Assembly of the International Union of Theoretical and Applied Mechanics in its meeting on August 28, 1994, selected for 1996 only four Mechanics Symposia, of which ours is the only one related to Fluid Mechanics: Variable Density Low Speed Turbulent Flows. This IUTAM Symposium, organized by the Institut de Recherche sur les Phenomenes Hors Equilibre (Marseille), is the logical continuation of the meetings previously organized or co-organized - on the French or European level, such as Euromech 237, Marseille, 1988 - by the same research group ofMarseille. This meeting focused specifically on the structure of turbulent flows in which density varies strongly : the effect of this variation on the velocity and scalar fields is in no sense negligible. We were mainly concerned with low-speed flows subjected to strong local changes of density as a consequence of heat or mass transfer or of chemical reactions. Compressible turbulent flows - such a!" supersonic ones - were also considered in order to underline their similarities to and their differences from low-speed variable density flows.

MODELISATION AU SECOND ORDRE D'ECOULEMENTS TURBULENTS FORTEMENT CHAUFFES
MODELISATION AU SECOND ORDRE D'ECOULEMENTS TURBULENTS FORTEMENT CHAUFFES

Author: HERMILO.. RAMIREZ-LEON

Publisher:

Published: 1991

Total Pages: 227

ISBN-13:

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L'OBJECTIF DE CETTE RECHERCHE EST L'ANALYSE THEORIQUE, LA MODELISATION ET LA RESOLUTION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. ON ETABLIT UNE FORMULATION MATHEMATIQUE QUI PREND EN COMPTE LA VARIATION DE LA MASSE VOLUMIQUE A PARTIR D'UN DEVELOPPEMENT LIMITE AU PREMIER ORDRE SUR LES FLUCTUATIONS DE PRESSION. LES EQUATIONS STATISTIQUES DE LA TURBULENCE SONT OBTENUES EN UTILISANT LA DECOMPOSITION STATISTIQUE DE REYNOLDS. LES MECANISMES PHYSIQUES DE BILAN SONT DECRITS EN UTILISANT UN DECOUPLAGE FORMEL DU PROCESSUS ISOVOLUME AUXQUELS S'AJOUTENT DES TERMES DE DEVIATION ASSOCIES AUX CHANGEMENTS DE VOLUME. LES EQUATIONS DE LA TURBULENCE QUI EN RESULTENT SONT MODELISEES A L'AIDE D'UNE FERMETURE AU SECOND ORDRE. LE MODELE INTRODUIT UN TRAITEMENT PARTICULIER DES MECANISMES DE DISSIPATION. DANS LE CODE DE CALCUL QUI A ETE DEVELOPPE L'EQUATION DE CONTINUITE EST RESOLUE A L'AIDE D'UNE EXTENTION DE LA METHODE DE COMPRESSIBILITE ADAPTEE AU CAS D'UN ECOULEMENT COMPRESSIBLE. LES RESULTATS OBTENUS POUR DES JETS PLANS TURBULENTS FAIBLEMENT CHAUFFES ET FORTEMENT CHAUFFES SONT COMPARES A DES DONNEES EXPERIMENTALES ET A D'AUTRES SIMULATIONS NUMERIQUES. L'INFLUENCE DE LA VARIATION DE LA MASSE VOLUMIQUE EST MISE EN EVIDENCE

MODELISATION DE LA TURBULENCE AU SECOND ORDRE POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DANS LES MOTEURS A PISTONS
MODELISATION DE LA TURBULENCE AU SECOND ORDRE POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DANS LES MOTEURS A PISTONS

Author: LAURENT.. LEBRERE

Publisher:

Published: 1995

Total Pages: 255

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L'OBJECTIF DE LA THESE EST L'AMELIORATION DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DANS LES MOTEURS A PISTON. COMME LA PLUPART DES CODES DE CALCUL D'ECOULEMENTS COMPLEXES, LE CODE KIVA-II, UTILISE ET DEVELOPPE PAR LES CONSTRUCTEURS AUTOMOBILES FRANCAIS, TRAITE LA TURBULENCE A L'AIDE DU MODELE - . LES LIMITES DE CE MODELE SONT AUJOURD'HUI BIEN CONNUES ; DE PLUS, LES ECOULEMENTS DANS LES CHAMBRES DE COMBUSTION POSSEDENT DES CARACTERISTIQUES (ECOULEMENTS CONFINES ET COMPRIMES, ECOULEMENTS AVEC GIRATION, PRESENCE DE NOMBREUSES RECIRCULATIONS,) DIFFICILEMENT REPRODUCTIBLES A L'AIDE D'UN MODELE A VISCOSITE TURBULENTE TEL QUE LE MODELE - . LE TRAVAIL DE CETTE THESE A CONSISTE A IMPLANTER UN MODELE AUX TENSIONS DE REYNOLDS (LE MODELE DE LAUNDER ET AL. 1975 NOTE MODELE LRR) DANS LE CODE KIVA-II. CE NIVEAU DE MODELISATION DE LA TURBULENCE (MODELE DU SECOND ORDRE) EST A L'HEURE ACTUELLE L'UN DES MEILLEURS COMPROMIS ENTRE GAIN EN PREDICTIVITE ET COUT EN TEMPS CPU. APRES UNE ETAPE DE VALIDATION COMPLETE (VALIDATIONS NUMERIQUES ET PHYSIQUES), LA PHASE D'ADMISSION-COMPRESSION D'UN MONOCYLINDRE DE RECHERCHE EST SIMULEE AVEC LES MODELES - ET LRR. DE NOMBREUSES DIFFERENCES AU NIVEAU DES CHAMPS CINEMATIQUE ET TURBULENT SONT MISES EN EVIDENCE, EN PARTICULIER EN FIN DE PHASE DE COMPRESSION. LE MODELE LRR APPORTE EGALEMENT DE NOUVELLES INFORMATIONS SUR L'ANISOTROPIE DE LA TURBULENCE ET SUR SON EVOLUTION AU COURS DU TEMPS. LA FAISABILITE D'UN CALCUL 3D COMPRESSIBLE ET INSTATIONNAIRE AVEC UN MODELE DE TURBULENCE AUX TENSIONS DE REYNOLDS EST DONC DEMONTREE. DE PLUS, UN MODELE DE TURBULENCE DU SECOND ORDRE TEL QUE LE MODELE LRR APPARAIT ETRE UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE FACE AU MODELE - POUR LE CALCUL DES ECOULEMENTS A L'INTERIEUR DES CHAMBRES DE COMBUSTION

Simulation numérique et modélisation d'écoulements instationnaires turbulents autour d'un profil d'aile à forte incidence
Simulation numérique et modélisation d'écoulements instationnaires turbulents autour d'un profil d'aile à forte incidence

Author: Gang Jin

Publisher:

Published: 1994

Total Pages: 342

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L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE TURBULENT AUTOUR D'UN PROFIL D'AILE A FORTE INCIDENCE A ETE ETUDIE POUR UN FLUIDE INCOMPRESSIBLE. LA CONFIGURATION DU PROFIL D'AILE A ETE PLACEE DANS UN ECOULEMENT UNIFORME STATIONNAIRE OU OSCILLANT EN TAMIS. LA MISE EN UVRE D'UN LOGICIEL DE CALCUL EST EFFECTUEE EN MAILLAGE CURVILIGNE DE TYPE H, PRECIS AU SECOND ORDRE TEMPOREL ET SPATIAL, PERMETTANT LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPLETES POUR UN SILLAGE DE GEOMETRIE COMPLEXE, AFIN DE PREDETERMINER LA NAISSANCE D'INSTABILITES, DU DECOLLEMENT INSTATIONNAIRE ET DES STRUCTURES ORGANISEES DU SILLAGE A DES NOMBRES DE REYNOLDS MODERES. DANS CE CONTEXTE, UNE ANALYSE PHYSIQUE DES PROPRIETES DE L'ECOULEMENT A LA SORTIE DU DOMAINE A PERMIS DE DEVELOPPER DES CONDITIONS LIMITES NON-REFLECTIVES, EN ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE ET INSTATIONNAIRE, DANS LE SYSTEME DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. CE TYPE DE CONDITIONS LIMITES A PERMIS D'UTILISER UNE DISTANCE RAISONNABLE A L'AVAL ET D'EFFECTUER DES ECONOMIES NOTABLES SUR LE TEMPS DE CALCUL. AINSI IL MINIMISE LES EFFETS DE RETROACTION ET DE CONFINEMENT ARTIFICIEL. LE DEVELOPPEMENT DU MODELE DE TURBULENCE INSTATIONNAIRE A DEUX EQUATIONS EST EFFECTUE SUR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN MOYENNE DE PHASE POUR LES NOMBRES DE REYNOLDS ELEVES. CETTE METHODOLOGIE PERMET DE CALCULER LES EFFETS FORTEMENT INSTATIONNAIRES (ECOULEMENT TURBULENT EN TAMIS) POUR UNE GEOMETRIE COMPLEXE. UN TRAITEMENT DE MODELE A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS EST INCLUS. UNE MODELISATION POUR LE TERME DE PRODUCTION D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, EN FONCTION DU ROTATIONNEL LOCAL, EST PROPOSEE D'APRES DES CONSIDERATIONS PHYSIQUES, AFIN DE SURMONTER LE PROBLEME DE LA SURPRODUCTION D'ENERGIE TURBULENTE DANS LA REGION AU VOISINAGE DU POINT D'ARRET. L'ENSEMBLE DES RESULTATS OBTENUS MONTRENT L'EFFICACITE DE CETTE APPROCHE POUR LA PREDETERMINATION DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES, DECOLLES EN SITUATION NATURELLE ET FORCEE

MODELISATION DE LA TURBULENCE EN ECOULEMENTS STRATIFIES POUR L'ATMOSPHERE URBAINE
MODELISATION DE LA TURBULENCE EN ECOULEMENTS STRATIFIES POUR L'ATMOSPHERE URBAINE

Author: BRUNO.. ABART

Publisher:

Published: 1999

Total Pages: 414

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CETTE THESE CONCERNE LA MODELISATION STATISTIQUE DE LA TURBULENCE SOUMISE A UNE STRATIFICATION THERMIQUE. S'INSCRIVANT DANS LA PERSPECTIVE D'APPLICATIONS A LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS A L'ECHELLE URBAINE, CE TRAVAIL PORTE ESSENTIELLEMENT SUR LA MODELISATION STATISTIQUE AU PREMIER ORDRE. AFIN DE MINIMISER LES EFFETS DE DIFFUSION NUMERIQUE, UNE METHODE DE DISCRETISATION DIRECTE DES OPERATEURS, PRECISE AU SECOND ORDRE SUR MAILLAGE CURVILIGNE, EST CONSTRUITE ET VALIDEE. L'ANALYSE DES EQUATIONS STATISTIQUES DU TENSEUR DE REYNOLDS, DU FLUX DE CHALEUR ET DE LA VARIANCE DE TEMPERATURE, PT2, EN STRATIFICATION STABLE CONDUIT A UNE REPRESENTATION CONCEPTUELLE DE L'ANISOTROPISATION DE LA TURBULENCE ET DES ECHANGES ENTRE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, TKE, ET L'ENERGIE POTENTIELLE. A L'AIDE DE CETTE REPRESENTATION, RESUMEE PAR UNE ANALOGIE HYDRAULIQUE, UN MODELE TKE-EPS, OU EPS EST LE TAUX DE DISSIPATION DE TKE, POUR LA STRATIFICATION STABLE ET UN MODELE A CINQ EQUATIONS DE TRANSPORT SONT CONSTRUITS. UNE SECONDE STRATEGIE CONSISTE A EFFECTUER UN DEVELOPPEMENT LIMITE DES CORRELATIONS TURBULENTES AUTOUR DE L'ETAT D'ISOTROPE EN FONCTION DE L'ECHELLE DE TEMPS DE LA TURBULENCE TAU = TKE/EPS. CETTE APPROCHE, APPLIQUEE AUX EQUATIONS DE TRANSPORT D'UN MODELE DE SECOND ORDRE, CONDUIT A UN MODELE NON LINEAIRE ORIGINAL UTILISANT LES EQUATIONS DE TRANSPORT POUR TKE, EPS ET PT2. CE DERNIER MODELE EST EXPLICITE ET QUADRATIQUE EN TAU. CONTRAIREMENT AUX MODELES EXPLICITES USUELS QUI SE LIMITENT AUX TERMES QUADRATIQUES HOMOGENES DE LA DYNAMIQUE, IL PRESENTE EXPLICITEMENT LES COUPLAGES DE LA DYNAMIQUE ET DE LA THERMIQUE, ET LES TERMES D'HETEROGENEITE. CES TROIS MODELES ET LES MODELES CLASSIQUES DE PREMIER ET SECOND ORDRE DE LA LITTERATURE SONT ANALYSES SUR UN ECOULEMENT DE REFERENCE TURBULENT, CISAILLE ET STRATIFIE STABLE ETUDIE PAR KALTENBACH ET AL., 1994. LA SIMULATION DE DEUX ECOULEMENTS ATMOSPHERIQUES, PRESENTANT DE FORTES HETEROGENEITES DANS LA COUCHE DE SURFACE, PERMETTENT UNE PREMIERE QUALIFICATION DE CES MODELES POUR L'ATMOSPHERE URBAINE : _ L'EVOLUTION DIURNE DE LA COUCHE LIMITE DE WANGARA (CLARK ET AL., 1971), _ LE DEVELOPPEMENT DE LA TEMPETE DE BOULDER (LILLY ET ZIPSER, 1972). POUR CES ECOULEMENTS DE REFERENCE, LE MODELE NON LINEAIRE A TROIS EQUATIONS SE REVELE LE PLUS APTE A DECRIRE LE COMPORTEMENT DE LA TURBULENCE SOUMISE A UNE STRATIFICATION THERMIQUE.

Écoulements turbulents cisaillés libres à masse volumique variable
Écoulements turbulents cisaillés libres à masse volumique variable

Author: Laurent Joly (ingénieur).)

Publisher:

Published: 1994

Total Pages: 267

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CE TRAVAIL S'ARTICULE AUTOUR DE DEUX POINTS DE VUE SUR LA SPECIFICITE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE: L'ANALYSE PHYSIQUE DES MECANISMES PROPRES A CETTE SITUATION ET LE PROBLEME DE LA MODELISATION DE TELS ECOULEMENTS. ON FAIT D'ABORD LE POINT SUR LES OUTILS DE LA DESCRIPTION STATISTIQUE DE L'ETAT ET DU MOUVEMENT TURBULENT DE FLUIDE A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. ON PROPOSE UNE SYNTHESE CRITIQUE DES OPTIONS DE FORMULATION DES EQUATIONS OUVERTES AUX MOMENTS STATISTIQUES JUSQU'A L'ORDRE DEUX. LE POTENTIEL D'UNE ANALYSE PHYSIQUE DES EFFETS DE DENSITE, BASEE SUR UNE DESCRIPTION SIMPLIFIEE DES CHAMPS MOYENS CENTRES, EST ENSUITE EXPLORE. L'EXISTENCE ET LA NATURE DE REGIONS DE SIMILITUDE FONT L'OBJET D'UNE DISCUSSION LIMITEE AUX CONFIGURATIONS DE COUCHE DE MELANGE ET DE JET. A PROPOS DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE, L'ACCENT EST PORTE SUR LA TRANSPOSITION, AUX ECOULEMENTS A DENSITE VARIABLE, DES FERMETURES EN UN POINT DEVELOPPEES POUR L'ECOULEMENT A MASSE VOLUMIQUE CONSTANTE. LE LIEN ENTRE LES FORMULATIONS INITIALES ET LEUR POTENTIEL DE MODELISATION EST ECLAIRCI. LA DERNIERE PARTIE MET EN UVRE CES PROPOSITIONS DANS UNE SIMULATION NUMERIQUE DE TYPE PARABOLIQUE DE JETS AXISYMETRIQUES A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. CET OUTIL PERMET DE REVENIR SUR L'ANALYSE PHYSIQUE DE L'ECOULEMENT APRES VALIDATION DE LA PROCEDURE

Contribution à la modélisation au second ordre des écoulements pariétaux
Contribution à la modélisation au second ordre des écoulements pariétaux

Author: Lual Jervase

Publisher:

Published: 1998

Total Pages: 235

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Cette étude constitue une contribution à la modélisation des écoulements de parois par voie de simulation numérique. L'approche générale adoptée relève avant tout de l'analyse phénoménologique et débouche sur une démarche de modélisation, dans le cadre d'une fermeture au second ordre, en deux étapes. La première étape consiste à dégager les spécificités de la turbulence pariétale en distinguant plusieurs effets dans l'influence exercée par une paroi solide sur la turbulence. Ces effets sont au nombre de trois : le blocage, l'action de la viscosité et celle du cisaillement moyen. Il ressort principalement de l'analyse que l'existence d'un effet d'impact sur la paroi entraîne un transfert d'énergie intercomposante qui est modéré par la viscosité et qui s'effectue au détriment de la contrainte normale à la paroi. Ensuite, le processus de retour a l'isotropie est inhibé à l'approche de la paroi. Enfin, l'existence du cisaillement moyen inhomogene, qui a un effet isotropisant sur les contraintes turbulentes, rend l'hypothèse " de l'approximation locale " inapplicable en turbulence de paroi. La seconde étape du travail est relative à la construction d'un modèle de fermeture qui prend en compte l'ensemble de ces spécificités a partir d'une forme linéaire " à grand nombre de Reynolds de turbulence ". Les résultats de calculs d'écoulements cisaillés simples (dont la couche limite) montrent que la qualité de prédiction d'une schématisation linéaire peut égaler celle de schématisations d'ordre plus élevé.