Simulation numérique directe de l'intéraction turbulence PDF Download
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Author: Gaëlle Campagne
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
On procède à la simulation numérique directe de l'interaction turbulence-sans-cisaillement/surface-plane, par une méthode pseudo-spectrale. L'originalité de la configuration tient au fait que la turbulence est entretenue à distance par un forçage aléatoire localisé au voisinage d'un plan parallèle à la surface. L'écoulement est donc statistiquement stationnaire et la couche de surface continuement alimentée par diffusion turbulente. Les évolutions des quantités statistiques et bilans des tensions de Reynolds sont donnés et permettent de préciser la structure de la couche d'interaction. Une méthode nouvelle d'analyse et de quantification des structures élémentaires participant au transfert d'énergie intercomposantes est proposée et testée, permettant de progresser dans la compréhension des mécanismes attachés à l'influence, sur la corrélation pression-déformation, de la présence d'une surface imperméable.
Author: Gaëlle Campagne
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
On procède à la simulation numérique directe de l'interaction turbulence-sans-cisaillement/surface-plane, par une méthode pseudo-spectrale. L'originalité de la configuration tient au fait que la turbulence est entretenue à distance par un forçage aléatoire localisé au voisinage d'un plan parallèle à la surface. L'écoulement est donc statistiquement stationnaire et la couche de surface continuement alimentée par diffusion turbulente. Les évolutions des quantités statistiques et bilans des tensions de Reynolds sont donnés et permettent de préciser la structure de la couche d'interaction. Une méthode nouvelle d'analyse et de quantification des structures élémentaires participant au transfert d'énergie intercomposantes est proposée et testée, permettant de progresser dans la compréhension des mécanismes attachés à l'influence, sur la corrélation pression-déformation, de la présence d'une surface imperméable.
Author: Michel O. Deville
Publisher: Springer
ISBN: 366243489X
Category : Science
Languages : en
Pages : 196
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Book Description
The book presents a snapshot of the state-of-art in the field of turbulence modeling and covers the latest developments concerning direct numerical simulations, large eddy simulations, compressible turbulence, coherent structures, two-phase flow simulation and other related topics. It provides readers with a comprehensive review of both theory and applications, describing in detail the authors’ own experimental results. The book is based on the proceedings of the third Turbulence and Interactions Conference (TI 2012), which was held on June 11-14 in La Saline-les-Bains, La Réunion, France and includes both keynote lectures and outstanding contributed papers presented at the conference. This multifaceted collection, which reflects the conference ́s emphasis on the interplay of theory, experiments and computing in the process of understanding and predicting the physics of complex flows and solving related engineering problems, offers a practice-oriented guide for students, researchers and professionals in the field of computational fluid dynamics, turbulence modeling and related areas.
Author: Michel O. Deville
Publisher: Springer
ISBN: 3319603876
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 275
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Book Description
This book presents a snapshot of the state-of-art in the field of turbulence modeling, with an emphasis on numerical methods. Topics include direct numerical simulations, large eddy simulations, compressible turbulence, coherent structures, two-phase flow simulation and many more. It includes both theoretical contributions and experimental works, as well as chapters derived from keynote lectures, presented at the fourth Turbulence and Interactions Conference (TI 2015), which was held on June 11-14 in Cargèse, Corsica, France. This multifaceted collection, which reflects the conference ́s emphasis on the interplay of theory, experiments and computing in the process of understanding and predicting the physics of complex flows and solving related engineering problems, offers a timely guide for students, researchers and professionals in the field of applied computational fluid dynamics, turbulence modeling and related areas.
Author: NA Schumann
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3663001970
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 350
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Book Description
This volume contains papers presented to a EUROMECH-Colloquium held in Munich, September 30 to October 2, 1985. The Colloquium is number 199 in a series of colloquia inaugurated by the European Mechanics Committee. The meeting was jointly organized by the 'Lehrstuhl fur Stromungsmechanik' at the 'Technische Universitat Munchen' and the 'Institut fur Physik der Atmosphare' of the 'Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt fur Luft- und Raumfahrt' (DFVLR) in Oberpfaffenhofen. 'Direct' and 'large eddy simulation' are terms which denote two closely con nected methods of turbulence research. In a 'direct simulation' (DS), turbu lent motion is simulated by numerically integrating the Navier-Stokes equations in three-dimensional space and as a function of time. Besides ini tial and boundary conditions no physical simplifications are involved. Com puter resources limit the resolution in time and space, though simulations with an order of one million discrete points in space are feasible. The simu lated flow fields can be considered as true realizations of turbulent flow fields and analysed to answer questions on the basic behaviour of turbulence. Direct simulations are valid as long as all the excited scales remain within the band of resolved scales. This means that viscosity must be strong enough to damp out the not resolved scales or the simulation is restricted to a lim ited integration-time interval only. In summary, DS provides a tool to investigate turbulent motions from first principles at least for a finite band of scales.
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: Anthony Velghe
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Lorsqu'une sonde rentre dans l'atmosphère à une vitesse hypersonique, le bouclier thermique reçoit plusieurs centaines de MW/m2. Ce flux est absorbé par la paroi grâce à des réactions physico-chimiques. Cette perte de matière entraîne une récession du matériau et nous pouvons remarquer la formation d'une rugosité en régime turbulent. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif de caractériser à la plus petite échelle de la turbulence (échelle de Kolmogorov), l'interaction entre un écoulement turbulent et une paroi ablatable afin de comprendre la formation des rugosités. Une première étude a permis de modéliser l'état de surface d'un matériau carbone soumis au phénomène de réaction-diffusion et de proposer des états de surface analogue aux expériences. Puis, le développement d'un code de simulation numérique directe intégrant une transformation conforme exacte, permet de suivre l'évolution structurelle du matériau ablaté couplé à un champ de vitesse turbulent.
Author: Christian Bauer
Publisher: Cuvillier Verlag
ISBN: 3736963696
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 244
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Book Description
Die turbulente Rohrströmung ist nicht nur von großer Bedeutung für Anwendungen im Ingenieurbereich, sondern auch für die Grundlagenforschung von wandnaher Turbulenz. In der vorliegenden Arbeit wird die Interaktion sogenannter turbulenter Superstrukturen (engl.: very-large-scale motions, VLSMs) mit der kleinskaligen Wandturbulenz auf Basis der Methode der direkten numerischen Simulation untersucht. Dabei werden Schubspannungs-Reynoldszahlen bis Reτ = 2880 und Rohrlängen bis L = 42R berücksichtigt. Es wird das Konvergenz- und Skalierungsverhalten verschiedener statistischer Momente der Geschwindigkeitsverteilung untersucht und in Bezug auf VLSMs diskutiert. Die folgende Analyse der axialen Energietransportgleichung des gefilterten Geschwindigkeitsfeldes legt offen, dass VLSMs Energie von der mittleren Strömung zugeführt bekommen, ähnlich den kleinskaligen Strukturen durch den turbulenten Produktionsmechanismus. Die verschiedenen Terme der Energiebilanz werden sowohl anhand von mittleren Profilen, als auch instantanen Strömungsvisualisierungen und drei-dimensionalen Korrelationen diskutiert, wobei auch auf das Phänomen der inversen turbulenten Energiekaskade eingegangen wird. Die Forschungsarbeit gewährt dabei neue Einblicke in die Interaktion der VLSMs mit dem turbulenten Wandzyklus und trägt zum besseren Verständnis der turbulenten Rohrströmung bei. Turbulent pipe flow is not only of importance to engineering applications but also of fundamental interest to the study of wall-bounded turbulence. In the present work, the interaction of the so-called very-large-scale motions (VLSMs) with the near-wall, small-scale turbulence is explored by means of direct numerical simulation for friction Reynolds numbers up to Reτ = 2880 and pipe lengths up to L = 42R. Besides, the convergence and the scaling of different order moments of the velocity distribution are studied and also discussed with regard to VLSMs. The subsequent analysis of the streamwise energy budget equation of the filtered velocity field reveals that VLSMs obtain their energy from the mean velocity field via a production mechanism similar to the one known from the near-wall cycle. Moreover, the different energy budget terms are investigated by means of statistical averages, instantaneous flow field visualisations, and three-dimensional correlations, wherein the backscattering phenomenon is also dealt with. In brief, the research sheds new light on our understanding of the interaction between VLSMs and the near-wall cycle and leads to a better grasp of turbulent pipe flow in general.
Author: Fenando F. Grinstein
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 1107137047
Category : Science
Languages : en
Pages : 481
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Book Description
Reviews our current understanding of the subject. For graduate students and researchers in computational fluid dynamics and turbulence.
Author: Cécile Joly
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 171
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Book Description
Le contexte général de cette étude concerne l’impact des traînées de condensation, ces fameux panaches blancs fréquemment observés dans le sillage des avions, sur l’atmosphère. D’un point de vue aérodynamique, la formation des traînées de condensation se caractérise par l’interaction entre un jet turbulent et un tourbillon de sillage. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes thermiques et dynamiques mis en jeu dans cet écoulement. Ce travail repose sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes, et de conservation de l’énergie, formulées pour le cas d’un écoulement tridimensionnel, instationnaire et compressible. Deux approches sont considérées: la simulation numérique directe et la simulation des grandes échelles. Une simulation temporelle de la transition à la turbulence d’un jet rond non-isotherme est effectuée sans tenir compte du champ tourbillonnaire. A l’issue de cette simulation, un modèle de tourbillon de sillage est superposé à l’écoulement de jet. La première partie de cette thèse présente les deux approches, les différents modèles de sous-maille choisis pour les simulations des grandes échelles, ainsi que les méthodes numériques employées. La deuxième partie est consacrée à la simulation de l’écoulement de jet, et ici, l’objectif est de déterminer le modèle de sous-maille approprié à cette configuration d’écoulement. La troisième partie est dédiée à la simulation de l’interaction entre le jet et le tourbillon de sillage. Les résultats sont comparés à ceux issue d’une campagne d’essais. Les simulations ont démontré le développement de grosses structures de la turbulence autour du cœur tourbillonnaire, dans lesquelles se concentre le champ de température
Author: Matthieu Crespo
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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.
