Étude de l'interaction entre une turbulence homogène isotrope et une onde de choc PDF Download
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Author: Stéphane Jamme
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 305
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Book Description
Ce travail met en lumière l'ensemble des mécanismes physiques fondamentaux caractéristiques du phénomène d'interaction entre une turbulence homogène isotrope libre et une onde de choc droite. Un outil numérique permettant la simulation directe de cette configuration d'écoulement est d'abord développé. Différents calculs sont ensuite conduits, donnant lieu à une compréhension précise et détaillée des évolutions observées pour les principales grandeurs statistiques de l'écoulement turbulent au cours de l'interaction avec le choc. L'influence de la nature de la turbulence incidente sur son comportement à travers la discontinuité est également mise en évidence. Nous utilisons pour cela la décomposition modale de Kovasznay qui permet de dégager les effets de la compressibilité sur le processus d'interaction. Une approche théorique est par ailleurs réalisée en s'appuyant sur une analyse linéaire non visqueuse du phénomène. Des comparaisons avec les résultats de simulation numérique directe sont effectuées et d'avèrent très convaincantes sur le plan qualitatif. La majorité des mécanismes fondamentaux inhérents au phénomène d'interaction choc / turbulence sont mis en évidence avec cette approche théorique qui se révèle ainsi très performante pour la configuration étudiée. Au bilan, on dispose d'une base de données susceptible d'être confrontée aux modèles classiques de turbulence compressible. Ce travail constitue également un point de départ indispensable à l'étude de configurations plus complexes telles que l'interaction choc / couche limite turbulente.
Author: Stéphane Jamme
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 305
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Book Description
Ce travail met en lumière l'ensemble des mécanismes physiques fondamentaux caractéristiques du phénomène d'interaction entre une turbulence homogène isotrope libre et une onde de choc droite. Un outil numérique permettant la simulation directe de cette configuration d'écoulement est d'abord développé. Différents calculs sont ensuite conduits, donnant lieu à une compréhension précise et détaillée des évolutions observées pour les principales grandeurs statistiques de l'écoulement turbulent au cours de l'interaction avec le choc. L'influence de la nature de la turbulence incidente sur son comportement à travers la discontinuité est également mise en évidence. Nous utilisons pour cela la décomposition modale de Kovasznay qui permet de dégager les effets de la compressibilité sur le processus d'interaction. Une approche théorique est par ailleurs réalisée en s'appuyant sur une analyse linéaire non visqueuse du phénomène. Des comparaisons avec les résultats de simulation numérique directe sont effectuées et d'avèrent très convaincantes sur le plan qualitatif. La majorité des mécanismes fondamentaux inhérents au phénomène d'interaction choc / turbulence sont mis en évidence avec cette approche théorique qui se révèle ainsi très performante pour la configuration étudiée. Au bilan, on dispose d'une base de données susceptible d'être confrontée aux modèles classiques de turbulence compressible. Ce travail constitue également un point de départ indispensable à l'étude de configurations plus complexes telles que l'interaction choc / couche limite turbulente.
Author: Thomas B. Gatski
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080559123
Category : Science
Languages : en
Pages : 296
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Book Description
This book introduces the reader to the field of compressible turbulence and compressible turbulent flows across a broad speed range through a unique complimentary treatment of both the theoretical foundations and the measurement and analysis tools currently used. For the computation of turbulent compressible flows, current methods of averaging and filtering are presented so that the reader is exposed to a consistent development of applicable equation sets for both the mean or resolved fields as well as the transport equations for the turbulent stress field. For the measurement of turbulent compressible flows, current techniques ranging from hot-wire anemometry to PIV are evaluated and limitations assessed. Characterizing dynamic features of free shear flows, including jets, mixing layers and wakes, and wall-bounded flows, including shock-turbulence and shock boundary-layer interactions, obtained from computations, experiments and simulations are discussed. - Describes prediction methodologies including the Reynolds-averaged Navier Stokes (RANS) method, scale filtered methods and direct numerical simulation (DNS) - Presents current measurement and data analysis techniques - Discusses the linkage between experimental and computational results necessary for validation of numerical predictions - Meshes the varied results of computational and experimental studies in both free and wall-bounded flows to provide an overall current view of the field
Author: Matthieu Crespo
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Cette étude a été l'occasion d'étudier les effets liés à la présence d'un cisaillement particulier de l'écoulement moyen sur le phénomène d'interaction choc/turbulence. Dans un premier temps, un outil de calcul performant et modulaire fondé sur une approche orientée objet a été développé afin de réaliser des simulations numériques directes de ce type d'écoulement. L'utilisation de schémas numériques à capture de choc et d'ordre élevé de type WENO ont permis une résolution fidèle des équations de Navier-Stokes compressibles. Dans un deuxième temps, une analyse poussée des effets de ce type de cisaillement sur la turbulence en l'absence de choc a été réalisée. Cette première étude a été l'occasion de dégager l'influence de plusieurs paramètres influents pour cette configuration d'écoulement. Enfin, dans un dernier temps, l'étude du phénomène d'interaction choc/turbulence cisaillée en présence de gradients moyens de température et de masse volumique a permis de souligner l'activation de phénomènes physiques caractéristiques à cette configuration. Ce travail permet également d'apporter une base de données de résultats susceptible d'être confrontée avec les modèles de turbulence et constitue un point de vue intéressant pour l'étude du phénomène d'interaction choc/couche limite.
Author: P. Chassaing
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9401700753
Category : Science
Languages : en
Pages : 387
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Book Description
The first part aims at providing the physical and theoretical framework of the analysis of density variations in fully turbulent flows. Its scope is deliberately educational. In the second part, basic data on dynamical and scalar properties of variable density turbulent flows are presented and discussed, based on experimental data and/or results from direct numerical simulations. This part is rather concerned with a research audience. The last part is more directly devoted to an engineering audience and deals with prediction methods for turbulent flows of variable density fluid. Both first and second order, single point modeling are discussed, with special emphasis on the capability to include specific variable density / compressibility effects.
Author: ELISABETH.. BLIN
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 260
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Book Description
DEUX DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX METTANT EN JEU UNE INTERACTION TURBULENCE/ONDE DE CHOC SONT ENVISAGES DANS CETTE ETUDE. DANS LA PREMIERE CONFIGURATION, LA TURBULENCE EST ENGENDREE PAR UNE GRILLE AMORCEE, DANS LA SECONDE, LA TURBULENCE CONSIDEREE EST CELLE D'UN JET SUPERSONIQUE COAXIAL. DANS LES DEUX CAS, L'INTERACTION A LIEU AVEC UN CHOC DROIT OBTENU PAR CONTRE-PRESSION. LES MESURES DES VITESSES MOYENNES ET TURBULENTES SONT EFFECTUEES A L'AIDE D'UN VELOCIMETRE LASER. LES SONDAGES SONT LIMITES A LA ZONE CENTRALE DE LA VEINE D'ESSAI POUR S'AFFRANCHIR DES EFFETS DE PAROI, CARACTERISTIQUES DES INTERACTIONS DU TYPE CHOC/COUCHE LIMITE. LA PRECISION DES MESURES PAR VELOCIMETRIE LASER AU VOISINAGE DU CHOC EST DISCUTEE SUR LA BASE D'UN CALCUL SIMPLIFIE DU MOUVEMENT DES PARTICULES A TRAVERS LE CHOC. NOUS EXAMINONS NOTAMMENT L'IMPACT DU COUPLAGE TRAINAGE-POLYDISPERSION ET TRAINAGE-INTERMITTENCE DU CHOC SUR LES MESURES DES QUANTITES FLUCTUANTES. LE CAS PARTICULIER DES MESURES DANS LA COUCHE DE MELANGE DU JET FAIT L'OBJET D'UNE ETUDE DETAILLEE. NOUS PROPOSONS UNE INTERPRETATION DES ECARTS EXISTANTS ENTRE LES DIFFERENTS MODES D'ENSEMENCEMENT. LES RESULTATS DES SONDAGES MONTRENT QUE LA TURBULENCE SE COMPORTE DE FACON TRES DIFFERENTE DANS LES DEUX INTERACTIONS. LE NIVEAU MOYEN DE LA TURBULENCE DE GRILLE N'EST PAS MODIFIE A LA TRAVERSEE DU CHOC, LE SEUL CHANGEMENT DISCERNABLE ETANT L'ACCELERATION DE SON DECLIN A L'AVAL DU CHOC; L'INTERACTION AVEC LA COUCHE DE MELANGE DU JET PRODUIT DES AMPLIFICATIONS SIGNIFICATIVES. CEPENDANT, LA DESADAPTATION DU JET A L'AVAL DU CHOC, QUI ENGENDRE UNE STRUCTURE COMPARABLE A CELLE D'UN JET SOUS-DETENDU, REND L'INTERPRETATION DE CETTE EXPERIENCE PLUS DELICATE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT CONFRONTES AUX PREDICTIONS DE DIVERSES THEORIES DISPONIBLES DANS LA LITTERATURE
Author: L. Cambier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 40
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Book Description
Author: Corentin Roussel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Afin de concevoir des systèmes de propulsion innovants, l'amélioration des performances des prises d'air supersonique constitue un enjeu majeur. En particulier, les écoulements intervenant au sein des entrées d'air et/ou de diffuseurs supersoniques mettent en jeu des phénomènes complexes associés aux diverses échelles spatiales et temporelles: dynamique de la turbulence pariétale, interaction entre une onde de choc et une couche limite turbulente, décollements tridimensionnels et effets de coins. Malgré les contributions significatives et récentes des simulations numériques de haute fidélité sur les instationnarités de l'interaction onde de choc/couche limite sans paroi latérales, peu d'études numériques ont été menées sur l'influence des coins dans la dynamique de l'écoulement. En présence de parois latérales et à des nombres de Mach suffisamment élevés, l'interaction se modifie et un train de choc se forme dans le diffuseur. Dans le cadre de cette thèse, les équations de Navier-Stokes en régime compressible sont résolues à l'aide de schémas d'ordre élevé. Des simulations en régime supersonique de l'écoulement dans des diffuseurs rectangulaires de largeurs différentes sont effectuées. L'étude permet la mise en évidence de l'influence du confinement et des effets de coins. Une deuxième partie de l'étude est consacrée à la compréhension des instationnarités générées par un train de choc dans un diffuseur rectangulaire à l'aide d'outils de post-traitement avancés: décomposition modale dynamique et périodogramme. Les résultats montrent la présence d'un possible phénomène de résonance du diffuseur à des fréquences proches de celles émises par l'écoulement.
Author: Reynald Bur
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 256
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Book Description
UNE ANALYSE DETAILLEE D'UNE INTRACTION ONDE DE CHOC/COUCHE LIMITE TURBULENTE SOUMISE A UN CONTROLE PASSIF A ETE EFFECTUEE DANS UN CANAL TRANSSONIQUE, AVEC LA PRISE EN COMPTE DES PARAMETRES SUIVANTS: POSITION DU CHOC PAR RAPPORT A LA CAVITE, POROSITE ET DIAMETRE DES TROUS DE LA GRILLE PERFOREE, PROFONDEUR DE LA CAVITE. L'ECOULEMENT EST QUALIFIE AU MOYEN DE VISUALISATIONS STRIOSCOPIQUES, DE MESURES DE PRESSION SUR LES PAROIS DE LA VEINE ET DE SONDAGES AU VELOCIMETRE LASER BIDIRECTIONNEL. UN BILAN DE QUANTITE DE MOUVEMENT REALISE DANS LA REGION DU CONTROLE A PERMIS DE DEGAGER DES CONFIGURATIONS POUR LESQUELLES LA TRAINEE DE FROTTEMENT EST REDUITE PAR RAPPORT AU CAS DE REFERENCE SANS CONTROLE. L'ETUDE THEORIQUE EST BASEE SUR UNE APPROCHE DU TYPE COUCHE LIMITE FAISANT APPEL AUX EQUATIONS DE PRANDTL AU PREMIER ORDRE. LE CHAMP TURBULENT EST DEFINI A L'AIDE DE MODELES A L'EQUILIBRE OU A EFFET D'HISTOIRE. LES MODIFICATIONS DUES AU CONTROLE PASSIF INTERVIENNENT A LA FOIS SUR LE CHAMP MOYEN, VIA L'EXISTENCE D'UNE VITESSE DE TRANSPIRATION POUR LAQUELLE DES LOIS EMPIRIQUES SONT PROPOSEES DONNANT UNE CONDITION A LA LIMITE NON NULLE A LA PAROI ET SUR LE CHAMP TURBULENT, L'EFFET ETANT PRIS EN COMPTE PAR L'INTRODUCTION D'UNE FONCTION D'AMORTISSEMENT DE VAN DRIEST CORRIGEE. UNE CONFRONTATION AVEC CERTAINS RESULTATS EXPERIMENTAUX PERMET DE DONNER DES TENDANCES SUR LA VALIDITE DES MODELES DE TURBULENCE ET DES MODIFICATIONS APPORTEES AFIN DE TENIR COMPTE DU CONTROLE
Author: MARC.. BOIVIN
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 218
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Book Description
L'INTERACTION RECIPROQUE ENTRE UNE TURBULENCE FLUIDE ET DES INCLUSIONS DISPERSEES A ETE ETUDIEE A L'AIDE DE SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES (DNS) EN TURBULENCE HOMOGENE ISOTROPE STATIONNAIRES FORCEE. LE TEMPS DE RELAXATION DES PARTICULES VA L'ECHELLE TURBULENTE DE KOLMOGOROV A CELLE EULERIENNE ET LA CHARGE DE 0 A 1 L'ANALYSE A ETE EFFECTUEE DANS LE CADRE DU MODELE EULERIEN COMPLETE DE L'APPROCHE LAGRANGIENNE DEVELOPPES AU LABORATOIRE NATIONAL D'HYDRAULIQUE ET ETENDUE AU COUPLAGE INVERSE ET AUX EFFETS DE REYNOLDS. ON TROUVE QUE LES PARTICULES DISSIPENT EN MOYENNE DE L'ENERGIE TURBULENTE. LES SPECTRES DE TAUX D'ECHANGE D'ENERGIE ENTRE PHASES MONTRENT QUE LES PARTICULES ENTRAINENT LE FLUIDE SUR LES GRANDS NOMBRES D'ONDE EXPLIQUANT LA CROISSANCE RELATIVE CONSTATEE DES PEITES ECHELLES TURBULENTES UNE ANALYSE SPECTRALE REVELE QUE LE MECANISME PHYSIQUE RESPONSABLE EST CELUI DU TRANSFERT DE COVARIANCE FLUIDE-PARTICULES PAR LA TURBULENCE. CONCERNANT LA MODELISATION, LA DEPENDANCE EN REYNOLDS ET LA CONTRIBUTION DIRECTE DE LA CHARGE S'AVERENT ESSENTIELLES POUR BIEN PREDIRE LES MOMENTS DE LA PHASE DISPERSEE. UNE ETUDE PROSPECTIVE POUR DES APPLICATIONS PRATIQUES PAR SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES (LES) A DONNE LES RESULTATS SUIVANTS : LA LES PEUT S'UTILISER POUR LES ECOULEMENTS DIPHASIQUES TOTALEMENT COUPLES A CONDITION D'EMPLOYER LE MODELE DYNAMIQUE MIXTE DE SOUS-MAILLE ET DE PRENDRE DES PARTICULES DE TEMPS DE RELAXATION SUPERIEUR A CELUI DE COUPURE : LE COUPLAGE INVERSE DEPENDRAIT DAVANTAGE DE LA POSITION DE CE TEMPS DE RELAXATION PAR RAPPORT AU TEMPS EULERIEN QUE PAR RAPPORT A CELUI DE KOLMOGOROV.
Author: Eric Valerio
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 300
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Book Description
CETTE ETUDE S'INSCRIT DANS LE CADRE DES RECHERCHES SUR LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL. ELLE A ETE REALISEE AU SEIN DE L'INSTITUT UNIVERSITAIRE DES SYSTEMES THERMIQUES INDUSTRIELS (MARSEILLE 13) EN COLLABORATION AVEC LE COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE (BRUYERE LE CHATEL 91). UN MODELE DE TURBULENCE DU SECOND ORDRE EST UTILISE POUR DECRIRE L'EVOLUTION DU MELANGE TURBULENT CREE PAR L'INTERACTION ENTRE UNE ONDE DE CHOC ET UNE GRADIENT DE DENSITE. LES RESULTATS NUMERIQUES DONNES PAR UNE VERSION MONO-DIMENSIONNELLE DE CE MODELE SONT COMPARES AVEC DES EXPERIENCES FAITE EN TUBE A CHOC. UTILISANT LE MEME JEUX DE COEFFICIENTS, DIFFERENTS COUPLES DE GAZ AVEC DES NOMBRES D'ATWOOD VARIES SONT TESTES EN FAISANT VARIER LE NOMBRE DE MACH DE L'ONDE DE CHOC INCIDENTE DANS LE BUT DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE CES PRINCIPAUX PARAMETRES. LE CALCUL DE L'EPAISSEMENT DE LA ZONE DE MELANGE EN FONCTION DU TEMPS EST DIRECTEMENT COMPARE AUX MESURES. UNE SECONDE INITIALISATION DES CALCULS EST PRESENTEE POUR MIEUX DECRIRE LA PREMIERE PHASE DU PHENOMENE ETUDIE EN TENANT COMPTE DE LA MEMBRANE INITIALE DES TUBES A CHOC HORIZONTAUX. DES PROFILES D'AUTRES VARIABLES COMME L'INTEGRALE SUR L'ESPACE DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, DE L'ENERGIE CINETIQUE DE TRANSLATION SONT AUSSI PRESENTES.
