Simulation numerique d'ecoulements turbulents compressibles par methode spectrale PDF Download
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Author: Patrice Loisel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 11
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Book Description
Author: Patrice Loisel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 11
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Author: Gilles Carré
Publisher:
ISBN: 9782726109724
Category :
Languages : fr
Pages : 240
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LES METHODES NUMERIQUES CLASSIQUES, BIEN QUE ROBUSTES ET EFFICACES, PEUVENT DEVENIR COUTEUSES LORS DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. L'OBJET DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT DE DIFFERENTES APPROCHES DE TYPE MULTIGRILLE POUR ACCELERER LE CALCUL DES SOLUTIONS STATIONNAIRES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES. ON COMMENCE PAR UN BREF RAPPEL DES PRINCIPES DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE ET DE LA METHODE NUMERIQUE ADOPTEE (FORMULATION MIXTE VOLUMES FINIS - ELEMENTS FINIS), PUIS ON DEVELOPPE UNE METHODE MULTIGRILLE LINEAIRE PAR AGGLOMERATION DE VOLUMES. CETTE METHODE PSEUDO-INSTATIONNAIRE EST APPLIQUEE A LA RESOLUTION D'ECOULEMENTS COMPLEXES BIDIMENSIONNELS ET MONTRE UNE BONNE EFFICACITE MEME POUR DES GEOMETRIES DE TYPE INDUSTRIEL (STATO-REACTEUR). DANS UNE SECONDE APPROCHE STATIONNAIRE, ON RESOUD LES EQUATIONS INITIALES SUR LES DIFFERENTS NIVEAUX. ELLE PERMET DE S'AFFRANCHIR DE CERTAINES LIMITATIONS SUR LE PAS DE TEMPS, CARACTERISTIQUES DE LA PHASE INITIALE DES METHODES PSEUDO-INSTATIONNAIRES. CES DEUX ALGORITHMES MULTIGRILLES SONT COMPARES AU TRAVERS D'APPLICATIONS CARACTERISTIQUES (COUCHE DE MELANGE, PROFIL D'AILE,). LA TROISIEME APPROCHE, S'INSPIRANT DE L'ALGORITHME STATIONNAIRE PRECEDENT CONSISTE A INITIALISER LE CALCUL A PARTIR D'UNE SOLUTION OBTENUE SUR UNE DISCRETISATION PLUS GROSSIERE. CETTE DERNIERE METHODE SE REVELE PLUS EFFICACE QUE LES PRECEDENTES ET TOUT AUSSI BIEN ADAPTEE AUX CALCULS COMPLEXES INDUSTRIELS
Author: Vincent Gleize
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 317
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Ce mémoire relate un travail consacré à la modélisation de la turbulence à l'aide de modèles multi-échelles. Dans cette étude un modèle multi-échelles énergie/flux spectral à deux niveaux a été développé et validé dans le cadre des écoulements compressibles sur des configurations d'interactions onde de choc/couche limite turbulente. Les deux premiers chapitres sont destinés à présenter le principe des échelles multiples et situent le modèle multi-échelles par rapport aux autres modèles en un point classique en mettant en avant les faiblesses inhérentes au principe de l'échelle unique. Les chapitres 3 et 4 sont consacrés au développement général des équations de transport multi-échelles pour des fluides incompressibles dans des écoulements à fort nombre de Reynolds de la turbulence. Le chapitre 5 traite des extensions des modèles multi-échelles aux écoulements à masse volumique moyenne variable et pour les régions à faible nombre de Reynolds de la turbulence. Les chapitres 6 et 7 traitent des méthodes numériques utilisées dans cette étude et de la mise en œuvre du modèle multi-échelles ainsi que d'un modèle k-epsilon de Jones et Launder, dans des codes de calculs utilisant l'approche volumes finis. Les résultats obtenus sur des configurations bidimensionnelles et tridimensionnelles d'interaction onde de choc/couche limite sont présentés dans les chapitres 8 et 9. L'analyse de ces résultats permet d'obtenir des informations intéressantes sur le comportement spectral de la turbulence. Les comparaisons effectuées avec les données expérimentales et avec le modèle k-epsilon de Jones et Launder mettent en évidence les nettes améliorations apportées par le modèle multi-échelles notamment dans les régions d'interaction ou l'écoulement est soumis à un fort déséquilibre spectral
Author:
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Category : Science
Languages : en
Pages : 620
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Author: François Bouchon
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 180
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CETTE THESE SE PROPOSE D'ETUDIER L'UTILISATION DE METHODES SPECTRALES MULTI-NIVEAUX DANS LE CADRE DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS TURBULENTS INCOMPRESSIBLES 3D. APRES AVOIR PRESENTE DES GENERALITES SUR LES METHODES SPECTRALES ET JUSTIFIE LEUR UTILISATION DANS LE CONTEXTE DE LA TURBULENCE, ON DECRIT LA PHYSIQUE DES ECOULEMENTS ETUDIES. LES ECOULEMENTS PERIODIQUES ET LE PROBLEME DE L'ECOULEMENT DANS UN CANAL SONT DETAILLES, AINSI QUE LES ENJEUX ET LES OBJECTIFS DES SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES (DNS : DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS) ET DES SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES (LES : LARGE EDDY SIMULATION). POUR CE DERNIER TYPE DE SIMULATION, ON EXPOSE QUELQUES MODELES DEVELOPPES CES DERNIERES ANNEES, DONT CERTAINS NOUS SERVIRONT DE TESTS DE REFERENCE PAR LA SUITE. NOUS PRESENTONS ENSUITE QUELQUES RESULTATS MATHEMATIQUES SUR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES, CONCERNANT LE POINT DE VUE DES SYSTEMES DYNAMIQUES, QUI JUSTIFIENT L'EMPLOI DE METHODES MULTI-NIVEAUX. ENFIN, ON PROPOSE DEUX APPLICATIONS UTILISANT CES IDEES. LA PREMIERE EST UN MODELE DE SIMULATION DES GRANDES ECHELLES DANS LE CONTEXTE PERIODIQUE. ON PRESENTE LES DIFFERENTES ETAPES QUI NOUS ONT CONDUITS A L'ELABORATION DE CE MODELE, ET PRINCIPALEMENT L'ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE LES DIFFERENTES ECHELLES EN TURBULENCE HOMOGENE. DES RESULTATS NUMERIQUES VALIDENT FINALEMENT CE MODELE ; TOUTES LES QUANTITES STATISTIQUES LIEES AUX GRANDES ECHELLES ETANT RETROUVEES AVEC UNE PRECISION AU MOINS EQUIVALENTE A CELLE OBTENUE AVEC LES MODELES DYNAMIQUES. CES RESULTATS NUMERIQUES CONCERNENT DIFFERENTS TYPES D'ECOULEMENTS PERIODIQUES : ECOULEMENTS PERIODIQUES FORCES, ECOULEMENTS D'EULER ET TURBULENCE DECROISSANTE. ENFIN, ON PROPOSE UNE DEUXIEME APPLICATION DES METHODES MULTI-NIVEAUX, DANS LE CONTEXTE NON-PERIODIQUE. DANS UN PREMIER TEMPS, ON PRESENTE LES RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS DANS LE CADRE DE L'EQUATION DE BURGERS 1D, AVANT DE CONCLURE EN DETAILLANT L'IMPLEMENTATION DANS LA DIRECTION NORMALE AUX PAROIS DU CANAL 3D.
Author: Philippe Delorme
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Category : Burgers equation
Languages : fr
Pages : 47
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ETUDE DE DIFFERENTS SCHEMAS TEMPORELS ADAPTES A L'EQUATION DE BURGERS PUIS AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. ON UTILISE UNE METHODE SPECTRALE POUR LA DISCRETISATION EN ESPACE. APPLICATION A UNE GEOMETRIE CARREE PUIS CUBIQUE. SIMULATION DE FLUIDES SOUMIS A UN GRADIENT CONSTANT DU CHAMP DE VITESSE MOYEN ; APPLICATION AU CISAILLEMENT. SIMULATIONS AVEC UN CHAMP INITIAL DE VITESSE QUI EST LA SUPERPOSITION D'UN PROFIL MOYEN ET D'UNE PERTURBATION TURBULENTE (ECOULEMENT TYPE "JET")
Author: Paola Cinnella
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 199
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DANS CETTE ETUDE, UNE METHODE NUMERIQUE DE HAUTE PRECISION EST MISE AU POINT POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS COMPRESSIBLES INSTATIONNAIRES TURBULENTS EN AERODYNAMIQUE. UN SCHEMA CENTRE A CINQ POINTS, PRECIS A L'ORDRE TROIS POUR LES EQUATIONS D'EULER, A ETE CONSTRUIT EN CORRIGEANT L'ERREUR DISPERSIVE DU SCHEMA CLASSIQUE D'ORDRE DEUX DE JAMESON. CE SCHEMA A ETE ENSUITE ETENDU AUX MAILLAGES CURVILIGNES BI- ET TRIDIMENSIONNELS PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS DE HAUTE PRECISION. LE FLUX NUMERIQUE EST CONSTRUIT A L'AIDE D'OPERATEURS DE DISCRETISATION PONDERES, QUI PERMETTENT DE TENIR COMPTE DES DEFORMATIONS DU MAILLAGE. LE SCHEMA OBTENU EST PRECIS A L'ORDRE TROIS SUR DES MAILLAGES MOYENNEMENT DEFORMES ET A L'ORDRE DEUX SUR DES MAILLAGES TRES DEFORMES. LA METHODE DEVELOPPEE A ETE ETENDUE AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN TRAITANT LES TERMES VISQUEUX DE FACON SIMPLE. LE SCHEMA PROPOSE A ETE PROGRAMME DANS UN CODE INDUSTRIEL ET IL A ETE VALIDE PAR DES COMPARAISONS SYSTEMATIQUES AVEC LE SCHEMA DE JAMESON, PROGRAMME DANS LE MEME CODE : LE SCHEMA DE HAUTE PRECISION PERMET DE REDUIRE DE FACON SIGNIFICATIVE L'ERREUR NUMERIQUE AU BORD D'ATTAQUE DE PROFILS ET D'AILES. ENSUITE, LE NOUVEAU SCHEMA A ETE APPLIQUE A L'ETUDE D'ECOULEMENTS AUTOUR DE PROFILS OSCILLANTS, MODELISANT UNE SECTION DE PALE DE ROTOR D'HELICOPTERE EN VOL D'AVANCEMENT. UN PROBLEME DIFFICILE DE DECROCHAGE DU A L'INTERACTION CHOC/COUCHE LIMITE SUR UN PROFIL OSCILLANT EN REGIME TRANSSONIQUE VIENT DEMONTRER LA NECESSITE DE SCHEMAS DE HAUTE PRECISION POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES COMPLEXES. IN FINE, LE NOUVEAU SCHEMA EST APPLIQUE A L'ETUDE DU DECROCHAGE DYNAMIQUE PROFOND D'UN PROFIL OSCILLANT A TRES GRANDE INCIDENCE. POUR CHAQUE APPLICATION, LES INFLUENCES DU MODELE DE TURBULENCE, DU MAILLAGE DE CALCUL ET DE L'ORDRE DE PRECISION DU SCHEMA SONT DISCUTEES.
Author: Christelle Wervaecke
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Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse a pour objectif la simulation numérique d'écoulements turbulents à l'aide d'un schéma d'éléments finis stabilisés. La méthode SUPG (Streamline Upwind Petrov Galerkin) est mise en place pour résoudre les équations de Navier-Stokes compressibles couplées au modèle turbulent de Spalart-Allmaras.
Author: Lorenzo Valdettaro
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Category :
Languages : en
Pages : 215
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DANS CETTE THESE NOUS PROPOSONS UNE METHODE DE RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS MHD COMPRESSIBLES EN GEOMETRIE SPHERIQUE BASEE SUR UNE METHODE PSEUDO-SPECTRALE. NOUS DEVELOPPONS UN SCHEMA DE RESOLUTION TEMPORELLE SEMI-IMPLICITE POUR LES TERMES DIFFUSIFS ET LES TERMES D'ONDE, QUI PERMET DE NOUS AFFRANCHIR DES CONTRAINTES SUR LE PAS EN TEMPS D'UNE METHODE PUREMENT EXPLICITE. LA MISE EN UVRE NUMERIQUE S'AVERE ETRE AISEE, ET EFFICACE LORSQUE LE NOMBRE DE MACH EST PROCHE DE 1. NOUS ETUDIONS ENSUITE L'ERREUR D'ARRONDI COMMISE LORS DE LA TRANSFORMEE DE FOURIER RAPIDE, QUI CONSTITUE L'UNE DES BRIQUES DE BASE DU CODE NUMERIQUE, ET NOUS DEGAGEONS UNE NOUVELLE LIMITATION THEORIQUE SUR L'ERREUR D'ARRONDI COMMISE PAR CET ALGORITHME. NOUS NOUS TOURNONS ENSUITE VERS LES APPLICATIONS PHYSIQUES. NOUS ETUDIONS EN PREMIER LIEU LA CONVECTION COMPRESSIBLE A L'INTERIEUR D'UNE COQUILLE SPHERIQUE A NOMBRE DE RAYLEIGH MODERE (JUSQU'A 20 FOIS LE NOMBRE DE RAYLEIGH CRITIQUE). NOUS CLASSIFIONS LES DIFFERENTS MODES DE CONVECTION STATIONNAIRE, PERIODIQUE ET BI-PERIODIQUE. NOUS ABORDONS ENSUITE L'EFFET DYNAMO EN EFFECTUANT UNE SIMULATION NUMERIQUE A GRANDE RESOLUTION (UTILISANT 1000000 DE POINTS). L'ECOULEMENT COMPRESSIBLE TURBULENT EST DOMINE PAR DES VORTEX CYCLONIQUES QUI S'ETENDENT SUR TOUTE L'EPAISSEUR DE LA COUCHE SPHERIQUE. UNE PARTIE DU CHAMP MAGNETIQUE EST CREE DANS CES VORTEX ET ADVECTE PAR EUX. UNE SECONDE ZONE DE PRODUCTION DE CHAMP MAGNETIQUE EST SITUEE A LA BASE DE LA ZONE CONVECTIVE, OU L'ON OBSERVE UNE FORTE ROTATION DIFFERENTIELLE. ENFIN, NOUS NOUS INTERESSONS DANS LES ECOULEMENTS MHD COMPRESSIBLES TURBULENTS, ET NOUS APPLIQUONS L'ETUDE AU CAS DES DISQUES D'ACCRETION. NOUS PROPOSONS POUR CES OBJETS UN SCENARIO DE DISSIPATION TURBULENTE QUI EST EN ACCORD AVEC LES OBSERVATIONS
Author: Jean Claudel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 117
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ON S'INTERESSE AU DEVELOPPEMENT DE METHODES NUMERIQUES APPLIQUEES A LA SIMULATION D'ECOULEMENTS SUR LES AVANT-CORPS EN REGIME SUPERSONIQUE, INCLUANT DONC LA PRESENCE D'UN CHOC. EN RAISON DE LEUR PRECISION, DES METHODES SPECTRALES SONT UTILISEES POUR DISCRETISER LA SOLUTION EN ESPACE. AFIN D'EXPLOITER AU MIEUX LES AVANTAGES DE CE TYPE DE METHODES, ON TRAVAILLE DANS UN DOMAINE OU LES INCONNUES SE COMPORTENT DE MANIERE REGULIERE. A CET EFFET, LA SURFACE DE CHOC EST PRISE EN COMPTE PAR UNE METHODE D'AJUSTEMENT DU CHOC, GRACE A LAQUELLE LE CHOC EST CONSIDERE COMME UNE FRONTIERE DU DOPMAINE DE CALCUL; ON S'EST DE PLUS BORNES A L'ETUDE DE CORPS REGULIERS (ELLIPSES) PERMETTANT L'OBTENTION D'UN MAILLAGE REGULIER. LES PROBLEMES TRAITES ADMETTENT UN ETAT STATIONNAIE UNIQUE, OBTENU COMME LA LIMITE, POUR UN TEMPS TENDANT VERS L'INFINI, D'UN SYSTEME TRAITE DE MANIERE INSTATIONNAIRE. LE BUT N'EST PAS ICI DE DECRIRE FIDELEMENT L'HISTORIQUE DE LA CONVERGENCE DE LA SOLUTION, MAIS D'ACCELERER LA RECHERCHE DE LA STATIONNARITE. ON INTRODUIT UN SCHEMA IMPLICITE COMPORTANT UNE PHASE DE STABILISATION EN DIFFERENCES FINIES QUI CONSERVE LA PRECISION SPECTRALE, TOUT EN PERMETTANT DE S'AFFRANCHIR DES CONTRAINTES DE TEMPS D'EXECUTION INFORMATIQUE INHERENTES AUX METHODES SPECTRALES POUR CETTE CLASSE DE PROBLEMES. AFIN D'EN DEFINIR LES LIMITES D'UTILISATION, CE SCHEMA EST TESTE SUR PLUSIEURS EXEMPLES TEST MONODIMENSIONNELS. IL EST ENSUITE APPLIQUE A LA RESOLUTION D'ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS NON VISQUEUX (EQUATIONS D'EULER) OU VISQUEUX (EQUATIONS DE NAVIER-STOKES) OU L'ON MET EN EVIDENCE SON INTERET ET SES IFFICULTES DE MISE EN UVRE
