Analyse et modélisation des courants et de la turbulence sous les vagues de vent PDF Download
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Languages : fr
Pages : 125
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Pages : 125
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Author: Philippe Maurel
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Languages : fr
Pages : 169
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DANS LA COUCHE MELANGEE DE SUFACE, LES INTERACTIONS QUI SE DEVELOPPENT SOUS LES VAGUES DE VENT ENTRE LES VAGUES, LES COURANTS ET LA TURBULENCE SONT A L'ORIGINE DU CHAMP TRIDIMENSIONNEL DU MOUVEMENT MOYEN (CIRCULATIONS DE LANGMUIR) ET DE NIVEAUX DE TURBULENCE ELEVES. UNE ANALYSE ORIGINALE DES DONNEES EXPERIMENTALES DE LABORATOIRE (ET DE CAMPAGNES DE TERRAIN), A PARTIR D'ECHELLES DE REFERENCES PERTINENTES BATIES SUR LES MECANISMES D'INTERACTIONS MIS EN AVANT PAR CRAIK & LEIBOVICH, PERMET DE DEGAGER LES TRAITS CARACTERISTIQUES DE CET ECOULEMENT : LES NIVEAUX D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE ET DE TAUX DE DISSIPATION A L'INTERFACE SONT DIRECTEMENT CONTROLES PAR LES PARAMETRES DE VAGUES (EFFET DU DEFERLEMENT) ET LA DISTRIBUTION VERTICALE DE CES GRANDEURS TURBULENTES EST MODIFIEE PAR LA PRESENCE D'ECOULEMENTS SECONDAIRES. UN MODELE, BASE SUR LES TERMES SOURCES GENERATEURS DE VORTICITE QUI RELIENT LE COURANT DE STOKES DE LA VAGUE GRADIENTS DE VITESSE MOYENNE LONGITUDINALE ET SUR UNE FERMETURE DE LA TURBULENCE AU PREMIER ORDRE, A ETE MIS EN OEUVRE. IL APPARAIT A PARTIR D'UNE ETUDE DE SENSIBILITE DE CE MODELE AUX NOMBRES ADIMENSIONNELS QUI LE COMPOSENT, QUE LE FETCH FAVORISE L'INTENSIFICATION DES CIRCULATIONS DE LANGMUIR. LA CONFRONTATION DU MODELE SUR LES DONNEES EXPERIMENTALES MET L'ACCENT SUR LA DIFFICULTE A ANALYSER LE COMPORTEMENT DES MESURES QUAND ON N'A PAS D'INDICATIONS SUR LES VITESSES VERTICALES : CETTE ABSENCE D'INFORMATIONS POURAIT ETRE A L'ORIGINE DES DIFFICULTES RENCONTREES PAR LES GENS DE TERRAIN POUR TROUVER DES ECHELLES EXPLICATIVES DES TAUX DE DISSIPATIONS OBSERVES. ON DISPOSE AINSI D'UN MODELE DE PREDETERMINATION DE L'ECOULEMENT SOUS LES VAGUES DE VENT SI LES CARACTERISTIQUES DES VAGUES ET DU VENT SONT CONNUES.
Author: Marie-Thérèse Prodhomme
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Languages : fr
Pages : 231
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ON PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT D'EAU SOUS LES VAGUES DE VENT. UNE BASE DE DONNEES SUR LA STRUCTURE LOCALE DE L'ECOULEMENT EST CONSTITUEE EN LABORATOIRE. L'ANALYSE SPECTRALE PERMET DE SEPARER, DANS LES SIGNAUX DES FLUCTUATIONS DE VITESSE, LA CONTRIBUTION DUE AUX VAGUES DE CELLE LIEE A LA TURBULENCE. UNE STRUCTURE CELLULAIRE, GENEREE PAR LE COUPLAGE VAGUES-VENT MODIFIE LES DISTRIBUTIONS SPATIALES DE LA VITESSE MOYENNE LONGITUDINALE ET DU CISAILLEMENT TURBULENT. IL APPARAIT POUR LA TURBULENCE, DEUX ZONES DISTINCTES. JUSTE SOUS L'INTERFACE, LA TURBULENCE PRESENTE UNE TENDANCE A L'ISOTROPIE ET DECROIT RAPIDEMENT. PLUS BAS, IL SUBSISTE UN NOYAU DE TURBULENCE. L'ANALYSE DU BILAN DE TURBULENCE MET EN EVIDENCE LE ROLE DOMINANT DU TRANSPORT SOUS LES VAGUES. LES PREMIERS ESSAIS DE SIMULATION NUMERIQUE CONFIRMENT L'IMPORTANCE DE L'ECOULEMENT SECONDAIRE LOIN DE L'INTERFACE
Author: Laurent Thais
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Languages : fr
Pages : 343
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CE TRAVAIL PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE EN LABORATOIRE DE L'INTERACTION ENTRE DES VAGUES DE SURFACE CISAILLEES PAR LE VENT ET LE MOUVEMENT TURBULENT (COURANT MOYEN + CHAMP TURBULENT) QUI SE DEVELOPPE SOUS L'INTERFACE. DEUX SERIES D'EXPERIENCES ONT EU LIEU: L'UNE A FETCH COURT (13M) DANS LA SOUFFLERIE AIR-EAU DE L'INSTITUT DE MECANIQUE DES FLUIDES DE TOULOUSE, L'AUTRE A FETCH PLUS LONG (26M) DANS LA GRANDE SOUFFLERIE DE SIMULATION DES INTERACTIONS AIR-MER DE L'INSTITUT DE MECANIQUE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE DE MARSEILLE. LE CHAMP DE VITESSE DANS L'EAU A ETE MESURE PAR VELOCIMETRIE LASER DANS LES TROIS DIRECTIONS DE L'ESPACE TANDIS QUE LES PROPRIETES DU CHAMP DE VAGUES ONT ETE DETERMINEES PAR SONDES CAPACITIVES. UNE METHODE NON-LINEAIRE DE TRAITEMENT DU SIGNAL A PERMIS D'IDENTIFIER LES DIFFERENTES CONTRIBUTIONS DU CHAMP DE VITESSE SOUS LES VAGUES: LE MOUVEMENT ORBITAL INDUIT PAR LES VAGUES (DECOMPOSE EN PARTIE POTENTIELLE ET ROTATIONNELLE) ET LE MOUVEMENT TURBULENT. LE CHAMP DE VITESSE ORBITAL S'ELOIGNE CONSIDERABLEMENT DES MODELES POTENTIELS USUELS. DANS LES SITUATIONS A FETCH COURT LA TURBULENCE SE COMPORTE COMME UNE TURBULENCE DE PAROI CLASSIQUE. PAR CONTRE, QUAND LE FETCH EST SUFFISAMMENT LONG, LA TURBULENCE SOUS LES VAGUES TEND VERS LA GAUSSIANITE ET LA BIDIMENSIONNALITE DANS DES PLANS VERTICAUX. PARALLELEMENT L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE AINSI QUE SON TAUX DE DISSIPATION ATTEIGNENT ALORS DES NIVEAUX NETTEMENT PLUS ELEVES QUE CEUX OBSERVES PRES D'UNE PAROI RIGIDE. DANS LA ZONE DES MESURES DE BILAN D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE EST REGI PAR UN EQUILIBRE ENTRE DIFFUSION ET DISSIPATION. TRES PRES DE L'INTERFACE L'ANALYSE DE LA STRUCTURE DE LA TURBULENCE A MONTRE QUE LA FREQUENCE MOYENNE DES EJECTIONS EST, D'UNE PART DEUX FOIS PLUS FORTE EN MOYENNE QUE PRES D'UNE PAROI, D'AUTRE PART FORTEMENT MODULEE SUIVANT LA PHASE DES VAGUES. L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS SUGGERE UNE INTERACTION DIRECTE ENTRE LES VAGUES ET LA TURBULENCE
Author: Gary Mocke
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Languages : fr
Pages : 189
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AVEC COMME OBJECTIF PRATIQUE LA MISE AU POINT D'UN MODELE DE L'HYDRODYNAMIQUE DU BASSIN DE THAU, CE TRAVAIL S'INTERESSE A LA GENERATION DE LA TURBULENCE DES COURANTS DANS LA COUCHE MELANGEE DE SURFACE. DEUX CLASSES ESSENTIELLES DE PROBLEMES SONT POSEES: LA GENERATION DE LA TURBULENCE DANS ET SOUS LES VAGUES DE VENT, LA PHYSIQUE DES INTERACTIONS TURBULENTES PRES DE L'INTERFACE DE DENSITE. LE MEMOIRE EST DIVISE EN DEUX PARTIES: LA PREMIERE PARTIE COMMENCE AVEC UN SURVOL DE LA LITTERATURE SUR LES ETUDES D'ENTRAINEMENT D'INTERFACE DE DENSITE ET SUR LA PARAMETRISATION DE LA TURBULENCE GENEREE DANS LES VAGUES DE VENT. CETTE ANALYSE CRITIQUE BIBLIOGRAPHIQUE EST UTILISEE DANS LA MISE AU POINT ET LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE A 3 EQUATIONS DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, DU TAUX DE DISSIPATION ET DE LA DENSITE. CE MODELE EST UTILISE POUR TRAITER DES SITUATIONS EXPERIMENTALES POUR LESQUELLES ON DISPOSE DE MESURES DE TAUX D'ENTRAINEMENT OU DE PROFIL DE DENSITE: CETTE COMPARAISON S'AVERE SATISFAISANTE TANT QUE L'EVOLUTION DE LA COUCHE DE MELANGE SE SITUE DANS LA ZONE DIFFUSIVE SUPERIEURE. AU DESSOUS DE CETTE COUCHE LA PRODUCTION LOCALE DE TURBULENCE DUE NOTAMMENT AUX ECOULEMENTS SECONDAIRES (CIRCULATION DE LANGMUIR) RESTE A QUANTIFIER EXPLICITEMENT. UN AUTRE INTERET DE CES ESSAIS EST DE MONTRER QUE LA VITESSE DE FROTTEMENT A L'INTERFACE NE CONSTITUE PAS L'ECHELLE APPROPRIEE; PAR CONTRE IL SEMBLE QUE L'ENERGIE CINETIQUE DE TURBULENCE PRODUITE A L'INTERFACE PERMETTE UNE REPRESENTATION PLUS SATISFAISANTE DES PHENOMENES OBSERVES. LA SECONDE PARTIE DE L'ETUDE PRESENTE LES RESULTATS OBTENUS DANS L'ETUDE DU BASSIN DE THAU. UN MODELE TRANSITOIRE MONOCOUCHE EST UTILISE POUR SIMULER LE CHAMP DE VITESSE ET DE HAUTEUR DU PLAN D'EAU. UNE METHODE AUX ELEMENTS FINIS EST UTILISEE POUR LA DISCRETISATION SPATIALE. LE MODELE, CALIBRE A PARTIR D'OBSERVATIONS IN SITU EST UTILISE POUR SIMULER DIFFERENTS SCENARIOS DE GESTION DE L'ETANG DE THAU
Author: Moacyr Cunha de Araujo Filho
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Languages : fr
Pages : 159
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IL S'AGIT D'UNE CONTRIBUTION A LA MODELISATION DES PROCESSUS DE TRANSFERT DANS LA COUCHE MARINE DE SURFACE: ON VEUT RENDRE COMPTE EN PARTICULIER DE L'ORGANISATION EN CELLULES DE LANGMUIR DU CHAMP CINEMATIQUE MOYEN ET DES FORTES INTENSITES TURBULENTES OBSERVEES EN PRESENCE DE VAGUES CISAILLEES PAR LE VENT. L'INTERET DE L'ETUDE EST DE VERIFIER L'INFLUENCE DE LA TURBULENCE SUR L'ORGANISATION CELLULAIRE, ET RECIPROQUEMENT L'INFLUENCE DES ECOULEMENTS SECONDAIRES SUR LE CHAMP TURBULENT. UN PREMIER ENSEMBLE DE CAS TRAITES EST RAPPORTE A DES SITUATIONS ENVIRONNEMENTALES TYPIQUES, POUR LEQUEL LA TURBULENCE DU MILIEU EST REPRESENTEE PAR UNE VISCOSITE EQUIVALENTE CONSTANTE. ON CHERCHE L'EFFET D'UN GRADIENT DE PRESSION LONGITUDINAL SUR LA STRUCTURE DES ECOULEMENTS. LES REPONSES TRANSITOIRES DU MODELE SONT COMPAREES A DES OBSERVATIONS DE TERRAIN ET A D'AUTRES TRAVAUX TROUVES DANS LA LITTERATURE. LE SECOND ENSEMBLE DE SIMULATIONS EST RAPPORTE ESSENTIELLEMENT A DES EXPERIENCES DE LABORATOIRE, OBTENUES DANS DES SOUFFLERIES AIR-EAU A FETCH LIMITE. DANS CE CAS, ON UTILISE UNE FERMETURE AU POINT DE LA TURBULENCE A L'AIDE D'UN MODELE A DEUX EQUATIONS DU TYPE (K, ). LES EXPERIENCES SONT UTILISEES POUR VERIFIER L'INFLUENCE SIMULTANEE DE LA CONVECTION SECONDAIRE ET DES CONDITIONS A LA LIMITE DE SURFACE POUR LES GRANDEURS TURBULENTES. CES CONDITIONS A LA LIMITE SONT DONNEES SOIT PAR UN EQUILIBRE PRODUCTION-DISSIPATION, SOIT PAR UN EQUILIBRE DIFFUSION-DISSIPATION DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE. LES RESULTATS CONFIRMENT L'IMPORTANCE DES MOUVEMENTS SECONDAIRES SUR LES STRUCTURES CINEMATIQUES ET TURBULENTES DES ECOULEMENTS, ET PERMETTENT AUSSI DE VERIFIER DES HYPOTHESES DE MODELISATION DES CONTRIBUTIONS ORBITALES SUR LE SURPLUS D'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE FREQUEMMENT OBSERVES SOUS DES VAGUES ENERGETIQUES
Author: Daniel Claudon
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Languages : fr
Pages : 380
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CE TRAVAIL EFFECTUE A L'INSTITUT DE MECANIQUE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE DE MARSEILLE S'INSCRIT DANS LE CADRE GENERAL DES TRAVAUS DE RECHERCHE SUR LES INTERACTIONS OCEAN-ATMOSPHERE. ESSENTIELLEMENT NUMERIQUE, IL A POUR OBJECTIF D'ANALYSER LA STRUCTURE TURBULENTE DU VENT AU-DESSUS DES VAGUES ET PLUS PRECISEMENT LA NATURE DES MECANISMES DE TRANSFERT D'ENERGIE COUPLES VENT-VAGUES. LE LOGICIEL EMPLOYE REPOSE SUR UNE REPRESENTATION DE LA VAGUE SOUS LA FORME D'UNE HOUILE DE STOKES MOBILE ET INDEFORMABLE ET SUR UN MODELE DE TRANSPORT DES TENSIONS DE REYNOLDS POUR LA RESOLTION DES EQUATIONS DU VENT TURBULENT. LE DEVELOPPEMENT SIMULTANE D'UN MODELE SIMPLIFIE A UNE SEULE EQUATION DE TRANSPORT SUPPLEMENTAIRE PERMET, AU PREALABLE, DE DISCUTER LES HYPOTHESES DE FERMETURE. LA SUPERIORITE DU MODELE COMPLET DEMONTREE, CELUI-CI EST TESTE SUR PLUSIEURS CONFIGURATIONS D'ECOULEMENTS REALISTES. L'EXPLOITATION DE CES CALCULS, SOUS LES ASPECTS PHYSIQUES MENTIONNES, EST ORIENTE PAR LES PRINCIPAUX RESULTATS, EXPERIMENTAUX OU NUMERIQUES, CONNUS A CE JOUR
Author: Annick Souyri
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Languages : fr
Pages : 251
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DANS CET OUVRAGE SONT EXPOSES LA CONCEPTION ET LA REALISATION D'UNE INSTALLATION EXPERIMENTALE DESTINEE A L'ETUDE DE LA TURBULENCE DES EAUX DE SURFACE ET LES RESULTATS EXPERIMENTAUX CONCERNANT NOTAMMENT LES INTERACTIONS DYNAMIQUES EN ECOULEMENT D'EAU ISOTHERME OU STRATIFIE THERMIQUEMENT ET SOUMIS AU CISAILLEMENT DU VENT
Author: Guillemette Caulliez
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Languages : fr
Pages : 400
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LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE CONSISTENT ESSENTIELLEMENT EN UNE EXPLORATION DES CHAMPS DE VAGUES DE CAPILLARITE-GRAVITE GENEREES PAR LE VENT A LA SURFACE ET DES MOUVEMENTS ASSOCIES DANS LA COUCHE SUPERFICIELLE DE L'EAU. CONDUITES DANS LE BUT DE PRECISER LES PROPRIETES DE TRANSPORT DE L'ECOULEMENT D'EAU EN LIAISON AVEC L'ETAT DE SURFACE, CES RECHERCHES, A DOMINANTE EXPERIMENTALE, CONTRIBUENT A LA CONNAISSANCE DES MECANISMES DE TRANSFERT D'ENERGIE ET DE MASSE A L'INTERFACE AIR-MER. LES DIFFERENTS MODELES THEORIQUES DECRIVANT LES PROPRIETES PHYSIQUES DES VAGUES DE CAPILLARITE-GRAVITE SONT ANALYSES DE MANIERE APPROFONDIE. LES EQUATIONS GENERALES ET LES SOLUTIONS RELATIVES AUX ONDES LIBRES NON-LINEAIRES D'UNE PART, AUX VAGUES DE VENT LINEAIRES D'AUTRE PART, SONT PRESENTEES. CES RESULTATS THEORIQUES SONT CONFRONTES AUX DONNEES EXPERIMENTALES EXISTANTES ET DISCUTES. DEUX SERIES D'EXPERIENCES ONT ETE CONDUITES EN LABORATOIRE, LA PREMIERE DANS LE BUT DE CARACTERISER L'ETAT DE LA SURFACE DE L'EAU DANS LE DOMAINE DES ONDES DE CAPILLARITE-GRAVITE, EN FONCTION DES CONDITIONS AERODYNAMIQUES A L'INTERFACE, LA SECONDE DANS LE BUT DE DETERMINER LE CHAMP DES VITESSES ASSOCIE DANS L'EAU: COURANT MOYEN, MOUVEMENTS LIES AUX VAGUES DE CAPILLARITE-GRAVITE, TURBULENCE. LES TECHNIQUES DE MESURE MISES EN OEUVRE, ET LES OBSERVATIONS QUI ONT PRESIDE AU CHOIX DES CONDITIONS EXPERIMENTALES, SONT DECRITES BRIEVEMENT NOTAMMENT LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL MIS AU POINT POUR LA MESURE DES VITESSES DANS L'EAU. LES PREMIERS RESULTATS CONCERNENT LES PROPRIETES STATISTIQUES DES VAGUES DE CAPILLARITE-GRAVITE: DENSITES DE PROBABILITE ET DENSITES SPECTRALES DES AMPLITUDES ET DES PENTES, VITESSE DE PHASE, DIRECTION DE PROPAGATION. ON PRECISE NOTAMMENT LEURS LOIS D'EVOLUTION EN FONCTION DU FETCH ET DU VENT. PAR AILLEURS, LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT D'EAU DANS LES PREMIERS MILLIMETRES SOUS LA SURFACE, DANS LA ZONE DE GENERATION ET D'AMPLIFICATION DES VAGUES PAR LE VENT, EST EXAMINEE EN LIAISON AVEC LE DEVELOPPEMENT DES VAGUES A LA SURFACE. LES RESULTATS OBTENUS SONT ANALYSES EN REGARD DES MODELES THEORIQUES ETUDIES AUPARAVANT. L'EXISTENCE DE PHENOMENES D'INTERACTIONS VAGUES-COURANT NON-LINEAIRES, QUI SE TRADUISENT PAR UNE TRES FORTE AMPLIFICATION DES VAGUES DE SURFACE ET L'APPARITION DE MOUVEMENTS CONVECTIFS SPECIFIQUES DANS LA COUCHE SUPERFICIELLE DE L'EAU, EST AINSI MISE EN EVIDENCE
Author: Paul Durbin
Publisher: Elsevier
ISBN: 0128207744
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 552
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Book Description
Front Cover -- Advanced Approaches in Turbulence -- Copyright -- Contents -- Contributors -- Preface -- 1 Basics of turbulence -- 1.1 Introduction -- 1.2 Eddy diffusion -- 1.3 Scales of turbulence -- 1.3.1 Isotropic decay -- 1.3.2 Stretching and diffusion of vorticity -- 1.4 Spectral equations -- 1.4.1 Isotropic turbulence -- 1.4.2 Shear and streaks -- 1.5 Averaged equations -- 1.5.1 Jets -- 1.5.2 Boundary layer -- 1.6 The form of turbulence models -- 1.6.1 Two equation models -- 1.6.2 Reynolds stress transport -- 1.7 Conclusion -- References -- 2 Direct numerical and large-eddy simulation of complex turbulent flows -- 2.1 Introduction -- 2.2 Error as a function of scale -- 2.2.1 Modified wavenumber -- 2.2.2 Nonlinear sources of error -- 2.2.3 Time advancement error as a function of scale -- 2.3 Analysis of numerical errors in large-eddy simulation using statistical closure theory -- 2.3.1 EDQNM closure -- 2.3.2 EDQNM-LES and the inclusion of numerical error -- 2.3.3 EDQNM model -- 2.3.4 Relative magnitudes of error -- 2.4 Simulations in complex geometries -- 2.4.1 Decay of isotropic turbulence -- 2.4.2 Gas turbine combustor -- 2.5 Simulating the flow around moving bodies -- 2.5.1 Fluid phase -- 2.5.2 Solid phase -- 2.5.3 The effects of interpolation -- 2.5.4 Particles in a turbulent channel -- 2.6 What is a 'canonical' flow? -- 2.6.1 Jets in crossflow -- 2.6.2 DNS of turbulent channel flow over random rough surfaces -- 2.7 The analysis of 'big data' -- 2.7.1 DMD of large datasets and numerical error -- 2.7.2 Analysis of wall-pressure fluctuation sources in turbulent channel flow -- 2.8 Bridging the Reynolds number divide -- 2.9 Concluding remarks -- Acknowledgments -- References -- 3 Large-eddy simulations -- 3.1 Introduction -- 3.1.1 Motivation -- 3.2 Governing equations -- 3.2.1 Filtering.
