Modeling and Simulation of Turbulent Flows PDF Download
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Author: Roland Schiestel
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470393467
Category : Science
Languages : en
Pages : 751
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Book Description
This title provides the fundamental bases for developing turbulence models on rational grounds. The main different methods of approach are considered, ranging from statistical modelling at various degrees of complexity to numerical simulations of turbulence. Each of these various methods has its own specific performances and limitations, which appear to be complementary rather than competitive. After a discussion of the basic concepts, mathematical tools and methods for closure, the book considers second order closure models. Emphasis is placed upon this approach because it embodies potentials for clarifying numerous problems in turbulent shear flows. Simpler, generally older models are then presented as simplified versions of the more general second order models. The influence of extra physical parameters is also considered. Finally, the book concludes by examining large Eddy numerical simulations methods. Given the book’s comprehensive coverage, those involved in the theoretical or practical study of turbulence problems in fluids will find this a useful and informative read.
Author: Roland Schiestel
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470393467
Category : Science
Languages : en
Pages : 751
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Book Description
This title provides the fundamental bases for developing turbulence models on rational grounds. The main different methods of approach are considered, ranging from statistical modelling at various degrees of complexity to numerical simulations of turbulence. Each of these various methods has its own specific performances and limitations, which appear to be complementary rather than competitive. After a discussion of the basic concepts, mathematical tools and methods for closure, the book considers second order closure models. Emphasis is placed upon this approach because it embodies potentials for clarifying numerous problems in turbulent shear flows. Simpler, generally older models are then presented as simplified versions of the more general second order models. The influence of extra physical parameters is also considered. Finally, the book concludes by examining large Eddy numerical simulations methods. Given the book’s comprehensive coverage, those involved in the theoretical or practical study of turbulence problems in fluids will find this a useful and informative read.
Author: Roland Schiestel
Publisher: Hermes Science Publications
ISBN: 9782866013714
Category :
Languages : fr
Pages : 442
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Book Description
Author: THIERRY.. AURIER
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 242
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Book Description
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
Author: Mustapha-el-Habib Boudghène-Stambouli
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 156
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Book Description
LES TRAVAUX REALISES DANS CETTE ETUDE S'INSCRIVENT DANS LE CADRE DE L'ANALYSE DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES. ELLE CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT LES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES PULSES EN CANAL. LE CHOIX DE CETTE CONFIGURATION A ETE FAITE DANS LE BUT D'ETUDIER SEPAREMENT L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES QUI GERENT CE TYPE D'ECOULEMENT. LE TRAVAIL RAPPORTE CONCERNE: (I) LA VALIDATION D'UN CODE DE CALCUL ; (II) UNE ANALYSE PHYSIQUE: *TOUT D'ABORD, DANS LE CAS LAMINAIRE, *DANS LE CAS TRANSITIONNEL, PAR L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE L'INSTATIONNARITE SUR LA TRANSITION DE LA COUCHE LIMITE, *ENFIN, DANS LE CAS PLUS COMPLEXE A SAVOIR L'ETAT TURBULENT OU UNE ETUDE PARAMETRIQUE S'AVERA UTILE DANS LA COMPREHENSION DES MECANISMES PHYSIQUES DE CE TYPE D'ECOULEMENT AINSI QUE DANS LE COMPORTEMENT DES DIFFERENTS MODELES DE TURBULENCE ; (III) UNE EVALUATION DES MODELES DE FERMETURE A ZERO EQUATION, A DEUX EQUATIONS ET A FAIBLES NOMBRES DE REYNOLDS DE TURBULENCE AINSI QU'UN MODELE AUX CONTRAINTES DE REYNOLDS ; (IV) LE BUT ULTIME DE CETTE ANALYSE DEVRA NOUS CONDUIRE A UNE MEILLEURE MODELISATION DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES
Author: Boris Charrière
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 0
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La simulation numérique des écoulements turbulents cavitants revêt de nombreuses difficultés tant dans la modélisation des phénomènes physiques que dans le développement de méthodes numériques robustes. En effet de tels écoulements sont caractérisés par un changement de phase associé à des gradients de la masse volumique, des variations du nombre de Mach causées par une chute de la vitesse du son, des zones de turbulence diphasique et la présence d'instationnarités.Les travaux de la présente thèse s'inscrivent dans la continuité des études expérimentales et numériques menées au sein du Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI),qui visent à améliorer la compréhension et la modélisation d'écoulements cavitants. Les simulations s'appuient sur un code compressible associé à une technique de pré-contionnement bas-Mach qui permet de traiter les zones incompressibles. Les écoulements diphasiques sont reproduits à l'aide d'un modèle de mélange homogène 1-fluide avec discrétisation implicite en pas de temps dual. Enfin la résolution adopte l'approche moyennée RANS qui couple le système des équations de conservation avec des modèles de turbulence du premier ordre basés sur la notion de viscosité turbulente.Dans les zones diphasiques, le calcul des variables thermodynamiques nécessite l'introduction d'équations d'état. La pression au sein du mélange est ainsi reliée aux grandeurs conservatives soit à partir d'une équation d'état de mélange des gaz raides, soit par une relation sinusoïdale incorporant la fraction volumique de vapeur (le taux de vide). La valeur ajoutée de ces travaux de thèse repose sur l'introduction d'une équation de transport pour le calcul du taux de vide. Celle-ci incorpore un terme source dont le transfert de masse entre les phases est fermé grâce à une hypothèse de proportionnalité à la divergence du champ de vitesse. Outre l'amélioration des phénomènes de convection, de dilatation et de collapse, cette équation supplémentaire permet de relaxer l'équilibre thermodynamique local et d'introduire un état métastable pour la phase vapeur.Les simulations 2D et 3D sont réalisées sur des géométries de type Venturi caractérisées par le développement de poches de cavitation partielle instables. L'objectif consiste à reproduire les instationnarités inhérentes à chaque profil telles que la formation d'un jet rentrant liquide à proximité de la paroi ou la production de nuages de vapeur convectés par l'écoulement principal.Les résultats numériques mettent en avant une variation de la fréquence des instationnarités en fonction du calcul de la vitesse du son en zone de mélange. D'autre part, la prise en compte de déséquilibre de la phase vapeur amplifie les phénomènes de propagation d'ondes de pression générées par le collapse des structures cavitantes et participe à la déstabilisation de la poche. Enfin, l'influence de l'équation de transport de taux de vide est analysée en confrontant les résultats des simulations à ceux obtenus ultérieurement à partir d'un modèle à seulement trois équations de conservation.
Author: Ngoc Thanh-Hà Nguyen
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Category :
Languages : fr
Pages : 252
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CE TRAVAIL A POUR OBJECTIF SIMULER ET ETUDIER LES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES TURBULENTS AXISYMETRIQUES D'ARRIERE-CORPS. POUR PRENDRE EN COMPTE L'EFFET DE LA TURBULENCE, LE MODELE K-E DE CHIEN ET LE MODELE DES EQUATIONS DU TENSEUR DE REYNOLDS DE HANJALIC ET LAUNDER ONT ETE INCORPORES DANS UN CODE NAVIER-STOKES EXISTANT. CE CODE EST BASE SUR UNE GENERALISATION DU SOLVEUR DE RIEMANN APPROCHE DE ROE, A ADAPTER POUR LES MODELES AUX EQUATIONS DE TRANSPORT TURBULENT. UNE VALIDATION DE LA PARTIE PARABOLIQUE SUR DES COUCHES LIMITES COMPRESSIBLES ET DE LA PARTIE HYPERBOLIQUE SUR DES ECOULEMENTS DERRIERE UNE MARCHE DESCENDANTE PLANE ET D'ARRIERE-CORPS AXISYMETRIQUE A ETE EFFECTUEE. LE SCHEMA DE ROE NE PERMETTANT PAS DE CONSERVER LA POSITIVITE DU TENSEUR DE REYNOLDS, LE SCHEMA HLLE A ETE DONC INTRODUIT. AINSI, NOUS AVONS DISCUTE, A TRAVERS UNE SIMULATION D'UN ECOULEMENT AXISYMETRIQUE D'ARRIERE-CORPS EN COMPARANT AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES DE HERRIN ET DUTTON, LA PERFORMANCE DES MODELES DE TURBULENCE ET LEUR COMPORTEMENT, AINSI QUE LA PERFORMANCE DES SCHEMAS AVEC LE MEME MODELE AU SECOND ORDRE
Author: Bruno Chaouat (19..-.... ; spécialisé en sciences mathématique et physique)
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Languages : fr
Pages :
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LA CONNAISSANCE DES ECOULEMENTS TURBULENTS EST NECESSAIRE POUR AMELIORER LA MAITRISE DE FONCTIONNEMENT ET LES PERFORMANCES DES PROPULSEURS A PROPERGOL SOLIDE. DANS CE BUT, DES OUTILS DE SIMULATION NUMERIQUE ONT ETE MIS EN PLACE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, LE SCHEMA NUMERIQUE ET LES CONDITIONS AUX LIMITES DES EQUATIONS D'EULER ET DE NAVIER-STOKES SONT PRESENTES. DANS LA SECONDE PARTIE, L'ACCENT EST MIS SUR LA MODELISATION DE LA TURBULENCE. DES DEVELOPPEMENTS A CARACTERE THEORIQUE DES LOIS DE FERMETURE DES EQUATIONS TURBULENTES AU PREMIER ORDRE SONT EFFECTUES. EN PARTICULIER, UN MODELE K-EPSILON A BAS NOMBRE DE REYNOLDS EST PROPOSE POUR SIMULER LES ECOULEMENTS INDUITS PAR UNE INJECTION PARIETALE. CETTE FORMULATION PERMET UNE AVANCEE DANS LA COMPREHENSION PHYSIQUE DE CE TYPE D'ECOULEMENT. DANS LA TROISIEME PARTIE, DES SIMULATIONS NUMERIQUES SONT PRESENTEES. L'ECOULEMENT TRIDIMENSIONNEL EN FLUIDE PARFAIT D'UN PROPULSEUR A CHARGEMENT FINOCYL EST DECRIT EN DETAIL. DES SIMULATIONS NUMERIQUES DE L'ECOULEMENT DANS UN MONTAGE DE SIMULATION EN GAZ FROID DE TYPE PROPULSEUR SANS TUYERE SONT REALISEES AVEC DES MODELES K-EPSILON A HAUT ET BAS NOMBRE DE REYNOLDS. LES COMPARAISONS AVEC L'EXPERIENCE SE SONT AVEREES SATISFAISANTES. L'AMELIORATION DES MODELES DE TURBULENCE CONSTITUE LA PERSPECTIVE LA PLUS INTERESSANTE DE CE TRAVAIL ET MERITE D'ETRE POURSUIVIE
Author: Roland Schiestel
Publisher:
ISBN:
Category : Mechanics
Languages : en
Pages : 442
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Author: Fairouz Belaid
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783841732224
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La capacité des parois rainurées ou Riblets à réduire la trainée turbulente a été bien démontrée dans les dernières années. Afin de mettre à jour la compréhension des mécanismes engendrés par un tel procédé passif, pour plus d'applications comme le transport et le traitement des eaux, une simulation numérique d'écoulement turbulent contrôlé par riblets est proposée. La simulation est implémentée via le code de calcul FLUENT. Une étude préliminaire est consacrée aux performances des modèles de turbulence à prédire le caractère de l'écoulement sur ce type de surface complexe. Une comparaison est alors présentée entre un modèle isotrope RKEM vs un modèle anisotrope RSM. Les résultats ont montré une meilleure prédiction des écoulements secondaires par le modèle RSM. Ce dernier est ensuite utilisé dans la deuxième étude abordant l'écoulement dans un canal en charge. Dans ce cas, l'effet de la position des riblets selon leurs espacements est discuté. Les parois rainurées à espacement régressif aboutissent à une augmentation d'efficacité de 1.4% comparée aux rainures à espacement uniforme.
Author: Cristian-Emil MOLDOVEANU
Publisher:
ISBN: 9786131521980
Category :
Languages : fr
Pages : 232
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