CONTRIBUTION A L'ETUDE NUMERIQUE DES COUCHES LIMITES TRIDIMENSIONNELLE S EN MODE DIRECT ET EN MODE INVERSE PDF Download
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Author: Michel Visonneau
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ETUDE DU COUPLAGE FAIBLE ENTRE UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE ET UN ECOULEMENT DE FLUIDE PARFAIT DANS LE CAS TRIDIMENSIONNEL, INCOMPRESSIBLE ET STATIOINNAIRE
Author: Michel Visonneau
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ETUDE DU COUPLAGE FAIBLE ENTRE UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE ET UN ECOULEMENT DE FLUIDE PARFAIT DANS LE CAS TRIDIMENSIONNEL, INCOMPRESSIBLE ET STATIOINNAIRE
Author: Pierre Malecki
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Languages : fr
Pages : 249
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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.
Author: North Atlantic Treaty Organization. Advisory Group for Aerospace Research and Development
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Category : Aerodynamics
Languages : en
Pages : 552
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Author: Cyrille Roget
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Languages : fr
Pages : 372
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ON ETUDIE LA STRUCTURE DES ECOULEMENTS DE COUCHE LIMITE SUR DES OBSTACLES BI OU TRIDIMENSIONNELS. DANS UNE PREMIERE PARTIE, CETTE ETUDE REPOSE SUR L'ANALYSE ASYMPTOTIQUE SYSTEMATIQUE DES EQUATIONS POUR DES PERTURBATIONS VOISINES DE LA PERTURBATION CARACTERISANT LA TRIPLE COUCHE DE STEWARTSON. CETTE ANALYSE PERMET DE FAIRE CORRESPONDRE UN SYSTEME D'EQUATIONS A UNE TAILLE ASYMPTOTIQUE DE PERTURBATION. A PARTIR DE CETTE ANALYSE, ON DEVELOPPE UNE METHODE DE CALCUL DES COUCHES LIMITES TRIDIMENSIONNELLES AVEC COUPLAGE FORT POUR DES GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS. CETTE METHODE EST UNE EXTENSION DE LA METHODE BIDIMENSIONNELLE SIMULTANEE DE VELDMAN. AVEC CETTE METHODE, ON EVITE LES PROBLEMES NUMERIQUES LIES AUX RESOLUTIONS CLASSIQUES DE LA COUCHE LIMITE, LA SINGULARITE DU MODE DIRECT, LES OSCILLATIONS ET LA SOUS-RELAXATION DU MODE INVERSE. LE CODE DE CALCUL A ETE VALIDE SUR DIFFERENTS OBSTACLES BIDIMENSIONNELS PUIS TRIDIMENSIONNELS. CETTE VALIDATION EST OBTENUE PAR COMPARAISON AVEC D'AUTRES METHODES DE COUCHE LIMITE OU DES SOLUTIONS DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. L'AVANTAGE INDENIABLE DE LA METHODE REPOSE SUR SA RAPIDITE EN COMPARAISON AVEC LES CALCULS NAVIER-STOKES ET SA TRES GRANDE STABILITE EN COMPARAISON AVEC LES METHODES CLASSIQUES DE COUCHE LIMITE
Author: Yves Lecointe
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Languages : en
Pages : 193
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Author: Reda Bachir Benhalima
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Category :
Languages : fr
Pages : 211
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Notre étude s'inscrit dans un cadre purement fondamental et complémentaire à tous les travaux effectués dans le domaine des écoulements instationnaires, allant de l'obtention de solutions exactes de quelques cas très simples à des solutions asymptotiques au voisinage de basses ou hautes fréquences (ou amplitudes) de vibration. On s'est intéressé plus particulièrement à la structure de la couche limite (détermination des composantes de vitesse ainsi que les coefficients de frottement) autour d'un ellipsoïde de révolution placé sous incidence et mis en vibrations harmoniques dans un écoulement laminaire d'un fluide visqueux newtonien incompressible. L’approche a été purement théorique et reposant nécessairement sur deux procédés de résolution des équations de la couche limite. La méthode des approximations successives qui consiste sous certaines conditions physiques à construire la solution de proche en proche sous la forme d'une série, la convergence de cette série dépend de ces conditions physiques. La méthode de lin qui s'applique bien dans le cas où l'écoulement extérieur est perturbé par des hautes fréquences. On note aussi l'introduction de quelques paramètres de contrôle de la couche limite tel que le paramètre magnétique et le facteur de glissement à la paroi de l'obstacle considéré.
Author: Rachid Atmani
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Languages : fr
Pages : 440
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L’étude de la couche limite tridimensionnelle et de son décollement autour des corps fuselés avec incidence est l'axe principal de cette thèse. Une méthode de calcul aux approximations paramétriques de la couche limite laminaire est présentée, ensuite appliquée sur un ellipsoïde aplati à 6 degrés d'incidence. Les différents paramètres de l'écoulement sont exposés. La ligne de décollement tridimensionnel de la couche limite est calculée, ensuite déduite expérimentalement par la méthode électrochimique. Enfin, les équations de la couche limite turbulente tridimensionnelle écrites dans le repère (s,z,n) sont transformées en un système explicite de trois équations dont l'intégration est effectuée numériquement par une méthode itérative.
Author: Jalil Horri-Naceur
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Languages : fr
Pages : 145
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L'objet de ce travail est le developpement et la validation d'un schema numerique de resolution des equations de la couche limite tridimensionnelle incompressible. Dans les turbomachines hydrauliques, les couches limites, tres minces, influencent fortement les ecoulements secondaires et par consequent le rendement des machines. Elles restent difficilement accessibles aux codes qui resolvent les equations de navier-stokes sur tout le domaine. Sur un maillage raffine pres des parois, le couplage d'un code de couche limite avec un solveur navier-stokes permet de limiter le cout de calcul. En exploitant la nature hyperbolique du modele de couche limite, le schema propose, explicite le long de la paroi, admet de grands pas de temps, ce qui permet une convergence rapide. L'introduction d'une diffusion numerique adaptee au domaine d'influence local preserve la stabilite du schema et la precision du second ordre en espace. Nous presentons en detail les etudes menees afin d'etablir la precision et la stabilite du schema propose : - etude de l'equation equivalente pour determiner l'ordre de precision en temps et en espace. - comparaison aux solutions des equations differentielles qui regissent les couches limites laminaires auto-semblables. - caracterisation de la propagation et de l'amplification des oscillations de la solution avec et sans diffusion numerique. - analyse lineaire de stabilite au sens de von neumann, afin de delimiter les domaines de validite des differents types de diffusion numerique proposes. Deux applications du code de couche limite en ecoulement turbulent sont presentees pour completer la validation du schema. Les resultats obtenus sont satisfaisants, compte tenu des incertitudes sur la modelisation de la turbulence. Enfin, nous envisageons l'application du schema a la determination de la viscosite turbulente a partir de profils de vitesse moyenne.
Author: Jean-Michel Autric
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Languages : fr
Pages : 143
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CETTE THESE S'INSCRIT DANS LE CADRE DES ETUDES CONCERNANT LA COUCHE LIMITE EN ECOULEMENT INSTATIONNAIRE. LES TRAVAUX MENES SOUS LE DOUBLE ASPECT EXPERIMENTAL ET NUMERIQUE, VISENT A CARACTERISER LE COMPORTEMENT DE LA COUCHE LIMITE DEVELOPPEE SUR UN MODELE OSCILLANT. EN PARTICULIER, LE PHENOMENE DE TRANSITION EN ECOULEMENT INSTATIONNAIRE EST ETUDIE, POUR DES CONFIGURATIONS D'INSTATIONNARITE VARIEES: MOUVEMENT DE TAMIS, DE TANGAGE ET COUPLE DE TAMIS/TANGAGE. L'ETUDE EXPERIMENTALE EST MENEE PAR LA MESURE DES VITESSES ET DES INTENSITES DE TURBULENCE DANS LA COUCHE LIMITE, PAR LA TECHNIQUE DE VELOCIMETRIE LASER A FIBRE OPTIQUE EMBARQUEE DEVELOPPEE A L'IMFM. CETTE TECHNIQUE PERMET D'EFFECTUER LES MESURES DANS LE REPERE DU MODELE EN MOUVEMENT. UNE ETUDE EN ECOULEMENT STATIONNAIRE A TOUT D'ABORD ETE MENEE POUR DES CONDITIONS VARIEES DE VITESSE ET D'INCIDENCE. L'ETUDE SYSTEMATIQUE DES EVOLUTIONS DES GRANDEURS INTEGRALES A CONDUIT A LA SYNTHETISATION DE CRITERES DE TRANSITION. PAR LA SUITE, L'ETUDE DE LA COUCHE LIMITE EN ECOULEMENT INSTATIONNAIRE A ETE ABORDEE AFIN DE DEGAGER LES COMPORTEMENTS CARACTERISTIQUES DANS LES CAS DE MOUVEMENTS DE TAMIS, DE TANGAGE ET COUPLE. POUR LE MOUVEMENT COUPLE, CETTE ETUDE, INEDITE DANS CE CAS, A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DU DEPHASAGE ENTRE LES VARIATIONS DE VITESSE ET D'INCIDENCE. L'INFLUENCE DU TYPE D'INSTATIONNARITE SUR LES PHENOMENES TRANSITOIRES A ENSUITE ETE DETERMINEE. AINSI, L'ETUDE DES ETATS INSTANTANES D'ECOULEMENT A CONDUIT A LA VALIDATION, DANS TOUS LES CAS D'INSTATIONNARITE TESTES, D'UN CRITERE DE TRANSITION MIS EN EVIDENCE EN ECOULEMENT PERMANENT. SUR LE PLAN NUMERIQUE, UN CODE DE CALCUL COUPLAGE FLUIDE PARFAIT/COUCHE LIMITE A ETE DEVELOPPE. IL UTILISE, POUR LA PARTIE FLUIDE PARFAIT, LA METHODE DES SINGULARITES AVEC UNE REPRESENTATION FREQUENTIELLE DU POTENTIEL DES VITESSES ET LA MISE EN PLACE D'UN SILLAGE FERME ACCROCHE AU DIEDRE ARRIERE DU MODELE. POUR LA PARTIE COUCHE LIMITE, LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES EST APPLIQUEE, AVEC UN SCHEMA TEMPOREL. UNE MODELISATION SATISFAISANTE DE L'ECOULEMENT AUTOUR DU MODELE EST OBTENUE, EN PARTICULIER EN CE QUI CONCERNE LES PHENOMENES DE TRANSITION EN ECOULEMENT INSTATIONNAIRE
Author: FRANCOIS.. STEPHAN
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Languages : fr
Pages : 139
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L'ETUDE PRESENTEE CONCERNE LA STABILITE LINEAIRE D'UNE COUCHE LIMITE TURBULENTE BIDIMENSIONNELLE ET STATIONNAIRE EN MOYENNE. ELLE S'APPUIE SUR UNE ANALYSE ASYMPTOTIQUE, PRECEDEMMENT EFFECTUEE PAR DERIAT. LE MODELE DE LONGUEUR DE MELANGE ETANT ADOPTE, UNE ETUDE ASYMPTOTIQUE NOUS PERMET DE POSER UN PROBLEME POUR LES PERTURBATIONS. LES EQUATIONS DIFFERENTIELLES QUI INTERVIENNENT NE PEUVENT SE RAMENER A L'EQUATION D'ORR-SOMMERFELD, ET CELA NOUS CONDUIT A DEVELOPPER UNE THEORIE TRIDIMENSIONNELLE, LE THEOREME DE SQUIRE NE POUVANT S'APPLIQUER. LE CALCUL DE L'EQUATION DE DISPERSION EST EFFECTUE ET MET EN EVIDENCE LA SENSIBILITE DES RESULTATS AUX DETAILS DU PROFIL DE VITESSE DE BASE. LA REDUCTION DE L'ORDRE DE DERIVATION DU SYSTEME RESOLU PERMET DE DIMINUER CETTE SENSIBILITE. AU VU DES RESULTATS OBTENUS, L'ECOULEMENT DE BASE SE REVELE ETRE LINEAIREMENT STABLE (STABILITE TEMPORELLE), ET PROCHE DE LA STABILITE NEUTRE. NEANMOINS, UN TRANSFERT D'ENERGIE, DE L'ECOULEMENT MOYEN VERS LES MODES PROPRES EST ETABLI, NUMERIQUEMENT, POUR UN LARGE DOMAINE DU PLAN CONSTITUE DES NOMBRES D'ONDE, LONGITUDINAL ET TRANSVERSAL, ADIMENSIONNES A L'AIDE DE L'EPAISSEUR DE LA COUCHE LIMITE
