ANALYSE DE DIFFERENTS TYPES DE SINGULARITES UTILISES POUR REPRESENTER LES NAPPES TOURBILLONNAIRES LIBRES. ON POSE ENSUITE LE PROBLEME GENERAL DE L'ENROULEMENT AUTOUR D'UN OBSTACLE OSCILLANT EN TENANT COMPTE DES EFFETS VISQUEUX DE DEPLACEMENT DE PAROI. ON DECRIT QUELQUES VISUALISATIONS EFFECTUEES EN TUNNEL HYDRODYNAMIQUE. LE PROBLEME DU DECROCHAGE DYNAMIQUE DU PROFIL EST ENSUITE TRAITE AU MOYEN DES EMISSIONS TOURBILLONNAIRES DE BORD D'ATTAQUE ET DE BORD DE FUITE. LA STABILITE DU MOUVEMENT DES NAPPES EST ETUDIEE DANS LE CAS D'UN OBSTACLE A ARETES VIVES (DIEDRE)
ON CONSIDERE LES PROBLEMES D'ECOULEMENT TELS QUE L'ECOULEMENT DANS UN ETAGE DE TURBOMACHINE OU L'INFLUENCE DE L'HELICE SUR LA CARENE D'UN BATEAU, OU L'INTERET SE PORTE SUR L'EMISSION DE NAPPES TOURBILLONNAIRES PAR LE ROTOR ET L'INFLUENCE DE CES NAPPES SUR LE STATOR. L'ETUDE EST SCHEMATISEE PAR L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE AUTOUR DE DEUX CORPS ANIMES D'UN MOUVEMENT QUELCONQUE ET EMETTANT TOUS DEUX DES SILLAGES TOURBILLONNAIRES. ON UTILISE LA METHODE DES SINGULARITES APPLIQUEE DEJA PAR GRESING AUX ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES
These volumes bring together, from all over the world, papers from specialists working in all the diverse forms of energy derived from the sun. Experts in all fields of research in solar and renewable energy have also contributed an added feature: the latest research and developments in related areas such as wind energy, biomass, photovoltaics and energy conversion. Emphasis is placed on the many solutions solar and renewable energy offers to the global energy problem, and the different ways of combining solar and renewable energy to solve these problems. The work should stimulate readers to consider the broader horizons of renewable energy, energy conservation and the impact of new technologies on society...from the small remote village to the modern metropolis.
CE TRAVAIL EST RELATIF A LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS INSTATIONNAIRES AUTOUR DE VOILURES (MINCES OU EPAISSES), AVEC COMME HYPOTHESES RESTRICTIVES: ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE ET PEU DIFFUSIF. DE TELS ECOULEMENTS SONT GENERALEMENT CARACTERISES PAR UN CHAMP DE VORTICITES CONCENTRE DANS UNE ZONE DE FAIBLE EPAISSEUR (NAPPE). NOUS AVONS EN PREMIER LIEU RAPPELE UNE METHODE LAGRANGIENNE DONT LE PRINCIPE CONSISTE A SUBSTITUER AU CHAMP DE VORTICITE UNE REPARTITION SPATIALE DISCRETE DE PARTICULES PORTANT UNE INTENSITE TOURBILLONNAIRE. CETTE METHODE, APPELEE METHODE PARTICULAIRE, A ETE INTRODUITE DANS LE CADRE D'ECOULEMENT NON DIFFUSIF. IL NOUS EST APPARU QUE SON EXTENSION AU CAS DIFFUSIF POSE CERTAINS PROBLEMES AUSSI BIEN SUR LE PLAN CONCEPTUEL QUE SUR LE PLAN TECHNIQUE, NOTAMMENT EN PRESENCE DE PAROIS SOLIDES. NOUS NOUS SOMMES ALORS PLACES DANS LE CADRE DE GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS. SOUS CETTE HYPOTHESE, IL NOUS A SEMBLE PLUS COHERENT DE FORMULER LA METHODE PARTICULAIRE A PARTIR D'UNE MODELISATION SURFACIQUE DE LA NAPPE TOURBILLONNAIRE. POUR CELA, NOUS AVONS UTILISE UNE REPRESENTATION PARAMETRIQUE DE LA SURFACE DE GLISSEMENT (MODELE DE LA NAPPE). DANS UN ECOULEMENT AUTOUR DE VOILURES, LA SURFACE DE GLISSEMENT EST CONSTITUEE D'UNE PARTIE ATTACHEE (COUCHES LIMITES) ET D'UNE PARTIE LIBRE (SILLAGE). LA METHODE DES SINGULARITES SURFACIQUES EST ALORS UTILISEE POUR TRAITER LA PARTIE ATTACHEE ET LA METHODE PARTICULAIRE POUR LA PARTIE LIBRE. CES DEUX METHODES SONT RACCORDEES AU TRAVERS D'UN SCHEMA D'EMISSION DONT L'EXPRESSION S'EST DEDUITE A L'AIDE D'UNE PARAMETRISATION MEDIANE D'EMISSION. DANS LE DEVELOPPEMENT DE LA METHODE, NOUS AVONS EU RECOURS A UNE FORMULATION POTENTIEL PEU USUELLE POUR TRAITER LES VOILURES EPAISSES. SON ORIGINALITE RESIDE DANS LA CONDITION AUX LIMITES IMPOSEE AU POTENTIEL INTERNE QUI TIENT COMPTE DU POTENTIEL ASSOCIE AU SILLAGE. CETTE FORMULATION CONDUIT A UNE MATRICE BIEN CONDITIONNEE ET ASSURE L'UNICITE DE LA SOLUTION. NOUS AVONS ENFIN DEVELOPPE LA MISE EN UVRE NUMERIQUE DE LA METHODE ET PRESENTE QUELQUES RESULTATS D'APPLICATION. L'UTILISATION DES PARAMETRES DE REGULARISATION S'EST AVEREE NECESSAIRE. UN NOMBRE DE REYNOLDS NUMERIQUE ET UN PLAFOND DU TAUX DE DEFORMATION SONT ALORS INTRODUITS. LEUR ROLE RESPECTIF EST EGALEMENT DISCUTE
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DE QUELQUES METHODES DE CALCUL DES ECOULEMENTS AXISYMETRIQUES. CONSTRUCTION DE L'ECOULEMENT POTENTIEL AUTOUR D'OBSTACLES DE REVOLUTION, PAR LA METHODE DES SINGULARITES. PRESENTATION D'UN MODELE DE DECOLLEMENT DE CALCUL DE NAPPES, PAR LA METHODE DE LA DISCRETISATION TOURBILLONNAIRE ETENDUE AUX ECOULEMENTS AXYSYMETRIQUES. APPLICATION DU MODELE AU CALCUL DE LA TRAINEE ET DES PERTES DE CHARGE INSTATIONNAIRES AU VOISINAGE D'UNE SOUPAPE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.
L'OBJET DE CE TRAVAIL A ETE DE METTRE AU POINT UN CODE DE CALCUL PERMETTANT D'EVALUER LES EFFETS INSTATIONNAIRES DANS UNE TURBO-POMPE. APRES AVOIR FAIT L'HYPOTHESE D'UN ECOULEMENT BIDIMENSIONNEL DE FLUIDE PARFAIT ET EN NOUS APPUYANT SUR LES TRAVAUX DE MM. COUCHET ET MUDRY NOUS DEVELOPPERONS UN CODE DE CALCUL PAR SINGULARITES. PAR AILLEURS LA VALIDITE DE L'HYPOTHESE DE FLUIDE PARFAIT CONDITIONNEE PAR L'ABSENCE DE DECOLLEMENT SERA CONTROLEE PAR UN CALCUL DE COUCHE LIMITE
LA CONTRIBUTION DU TRAVAIL REALISE DANS CETTE ETUDE CONCERNE LES NAPPES TOURBILLONNAIRES FORMANT UN ENROULEMENT TRES SERRE COMME PAR EXEMPLE CELLES GENEREES PAR DES AILES EN FLECHE A FORTE INCIDENCE ET A GRAND NOMBRE DE REYNOLDS. UN CALCUL BIDIMENSIONNEL DE TYPE FLUIDE PARFAIT A D'ABORD ETE DEVELOPPE PAR UNE METHODE DE SINGULARITES DANS LE CAS D'UN ECOULEMENT INSTATIONNAIRE INCOMPRESSIBLE CREE PAR UN PROFIL PLACE A FORTE INCIDENCE AVEC DEMARRAGE IMPULSIONNEL. LA METHODE RETENUE CONSISTE A COUPLER UNE EMISSION TOURBILLONNAIRE ET UNE CONVECTION CELLULAIRE FONDEE SUR UNE DISTRIBUTION DE LA VORTICITE AUX NUDS D'UN MAILLAGE TRIANGULAIRE FIXE, A L'AIDE D'UNE LOI DE PONDERATION ANALYTIQUE. LES INCONVENIENTS OBSERVES LORS DE L'UTILISATION D'AUTRES METHODES INITIALEMENT DEVELOPPEES ONT AINSI PU ETRE EN GRANDE PARTIE ELIMINES. DANS UN SECOND TEMPS NOUS AVONS PROPOSE L'EXTENSION DE CETTE METHODE AU CAS TRIDIMENSIONNEL. LES TOURBILLONS PONCTUELS SONT ALORS REMPLACES PAR DES CELLULES VOLUMIQUES PORTEUSES D'UN VECTEUR TOURBILLON ET LE MODE DE CONVECTION CELLULAIRE CONSTITUE LE PROLONGEMENT DE LA METHODE BIDIMENSIONNELLE. L'APPLICATION NUMERIQUE TRIDIMENSIONNELLE FERA L'OBJET DE TRAVAUX ULTERIEURS
CE MEMOIRE A POUR OBJET LE DEVELOPPEMENT D'UNE METHODE PARTICLE-IN-CELL TRIDIMENSIONNELLE ET SON APPLICATION AU CALCUL D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES INCOMPRESSIBLES DE FLUIDE PARFAIT AUTOUR D'UNE PLAQUE PLANE EN INCIDENCE. LA PLAQUE PLANE EST DISCRETISEE PAR UNE REPARTITION DE SINGULARITES DE TYPE DOUBLETS NORMAUX SURFACIQUES. UNE DESCRIPTION LAGRANGIENNE DES ZONES TOURBILLONNAIRES PERMET DE TRAITER L'EVOLUTION DU SILLAGE. LA NAPPE TOURBILLONNAIRE EST ALORS CONSTITUEE DE PARTICULES, CHACUNE PORTANT UN VECTEUR TOURBILLON, QUE L'ON SUIT DANS LEUR MOUVEMENT. L'APPLICATION DU SCHEMA PIC AU CALCUL, A CHAQUE PAS DE TEMPS, DU NOUVEAU CHAMP DES VITESSES, S'EFFECTUE EN TROIS PHASES. DANS UN PREMIER TEMPS, UNE LOI DE PONDERATION VOLUMIQUE EST PROPOSEE POUR DISTRIBUER LA VORTICITE DE CHAQUE PARTICULE SUR LES SOMMETS D'UNE CELLULE A BASE TRIANGULAIRE SUPERPOSEE AU DOMAINE DE CALCUL. ENSUITE, CONTRAIREMENT AUX SCHEMAS CLASSIQUES QUI UTILISENT UNE RESOLVANTE DE POISSON, NOUS CONSERVONS UNE INTERACTION DIRECTE (BIOT-SAVART) ENTRE LES NUDS DU MAILLAGE POUR Y OBTENIR LES VITESSES ET LES GRADIENTS DE VITESSES INDUITS. ENFIN, UNE INTERPOLATION PERMET UN TRANSFERT DES VALEURS DE LA GRILLE VERS LES POSITIONS LAGRANGIENNES DES TOURBILLONS. CETTE TECHNIQUE ASSOCIEE A UN MAILLAGE GENERE A PARTIR DE LA DISCRETISATION DU PROFIL MINCE PERMET A LA FOIS DE MINIMISER LA DIFFUSION NUMERIQUE, D'ATTENUER LE TEMPS DE CALCUL ET D'ASSURER UNE REPARTITION PLUS HOMOGENE DE LA CONDITION DE GLISSEMENT SUR LA PAROI DE LA PLAQUE ET UNE NON-PENETRATION DE CETTE DERNIERE. CETTE NOUVELLE APPROCHE EST APPLIQUEE A L'ECOULEMENT AUTOUR DE LA PLAQUE PLANE POUR DIVERSES INCIDENCES ET DIVERS ALLONGEMENTS. LES RESULTATS SONT CONFRONTES A DES DONNEES EXPERIMENTALES.
