SIMULATION NUMERIQUE, SUR MACHINE PARALLELE, DE L'ECOULEMENT TRANSITOIRE DANS UNE TUYERE, PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS AVEC MAILLAGE EVOLUTIF PDF Download
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Author: Pierre Cordonnier
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Languages : fr
Pages : 139
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Book Description
LA MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS, AVEC CALCUL SUR MAILLAGE FIXE, DES PHENOMENES INTERVENANT DANS LES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES, EST TRES COUTEUSE EN RESSOURCES INFORMATIQUES, POUR UNE PRECISION NUMERIQUE ACCEPTABLE. EN EFFET, LA FORMULATION MATHEMATIQUE FAIT INTERVENIR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COUPLEES A CELLE DE L'ENERGIE, POUR SIMULER LE COMPORTEMENT DU FLUIDE REEL VISQUEUX, THERMO-CONDUCTEUR ET COMPRESSIBLE SOUMIS A UNE GENERATION INTERNE DE CHALEUR. DANS UN PREMIER TEMPS LES PERFORMANCES ONT ETE AMELIOREES, EN UTILISANT LA TECHNIQUE DU MAILLAGE EVOLUTIF, SUR CRITERES PHYSIQUES ET NUMERIQUES CHOISIS PAR PROGRAMME AU COURS DES ITERATIONS. LES OUTILS DE PROGRAMMATION MODERNES, EN PARTICULIER LA STRUCTURATION OBJET DU LOGICIEL, UTILISES POUR LE DEVELOPPEMENT DU MODELE, ONT PERMIS, DANS UN DEUXIEME TEMPS, UN TRANSFERT COMMODE ET EFFICACE SUR MACHINE MULTI-PROCESSEURS, AVEC DISCRETISATION EN SOUS-DOMAINES. L'OUTIL LOGICIEL EST APPLIQUE A DIFFERENTS CAS, AVEC EN PARTICULIER DES GEOMETRIES ET DES CONDITIONS LIMITES VARIABLES RENCONTREES DANS L'INDUSTRIE AERONAUTIQUE
Author: Pierre Cordonnier
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Languages : fr
Pages : 139
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Book Description
LA MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS, AVEC CALCUL SUR MAILLAGE FIXE, DES PHENOMENES INTERVENANT DANS LES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES, EST TRES COUTEUSE EN RESSOURCES INFORMATIQUES, POUR UNE PRECISION NUMERIQUE ACCEPTABLE. EN EFFET, LA FORMULATION MATHEMATIQUE FAIT INTERVENIR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COUPLEES A CELLE DE L'ENERGIE, POUR SIMULER LE COMPORTEMENT DU FLUIDE REEL VISQUEUX, THERMO-CONDUCTEUR ET COMPRESSIBLE SOUMIS A UNE GENERATION INTERNE DE CHALEUR. DANS UN PREMIER TEMPS LES PERFORMANCES ONT ETE AMELIOREES, EN UTILISANT LA TECHNIQUE DU MAILLAGE EVOLUTIF, SUR CRITERES PHYSIQUES ET NUMERIQUES CHOISIS PAR PROGRAMME AU COURS DES ITERATIONS. LES OUTILS DE PROGRAMMATION MODERNES, EN PARTICULIER LA STRUCTURATION OBJET DU LOGICIEL, UTILISES POUR LE DEVELOPPEMENT DU MODELE, ONT PERMIS, DANS UN DEUXIEME TEMPS, UN TRANSFERT COMMODE ET EFFICACE SUR MACHINE MULTI-PROCESSEURS, AVEC DISCRETISATION EN SOUS-DOMAINES. L'OUTIL LOGICIEL EST APPLIQUE A DIFFERENTS CAS, AVEC EN PARTICULIER DES GEOMETRIES ET DES CONDITIONS LIMITES VARIABLES RENCONTREES DANS L'INDUSTRIE AERONAUTIQUE
Author: Pierre Cordonnier
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Languages : fr
Pages : 130
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Author: MOHAMED BADER.. KWEDER
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Languages : fr
Pages : 130
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LES POLYMERES FONDUS ENTRENT DANS LA CATEGORIE DES FLUIDES NON-NEWTONIENS DONT LES LOIS DE COMPORTEMENT SONT NON-LINEAIRES, ET LES PHENOMENES THERMIQUES SONT RENDUS SPECIFIQUES PAR LA CONJONCTION DE PLUSIEURS FACTEURS : FIBLE DIFFUSIVITE THERMIQUE, FORTE VISCOSITE, FORTE DEPENDANCE DE LA VISCOSITE PAR RAPPORT A LA TEMPERATURE ET DEGRADATION THERMIQUE DU POLYMERE. OUTRE LES CONDITIONS AUX LIMITES, LE TRAITEMENT ANALYTIQUE DE PROBLEMES LIES AUX ECOULEMENTS DES POLYMERES FONDUS DEVIENT VAIN, ET DANS CE CAS IL CONVIENT DE PRENDRE LA VOIE DE SIMULATION NUMERIQUE. NOTRE TRAVAIL A POUR FINALITE DE MODELISER ET DE SIMULER L'ECOULEMENT DES POLYMERES FONDUS AVEC UN COUPLAGE THERMO-MECANIQUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS DANS LA PARTIE TERMINALE D'UNE EXTRUDEUSE. LES ETAPES PRINCIPALES SONT : - LE PRESENTATION DU PROBLEME PHYQUE POSE, LES HYPOTHESES RETENUES AINSI QUE LE MODELE NUMERIQUE ENVISAGE. - LE PASSAGE DU PROBLEME CONTINUE AU PROBLEME VARIATIONNEL. - L'APPROXIMATION DU PROBLEME VARIATIONNEL PAR LA PROCEDURE DE GALERKIN - LA CONSTRUCTION D'UN ALGORITHME DE CALCUL ET LA STRUCTURE DU LOGICIEL DE SIMULATION DES ECOULEMENTS. - LA VISUALISATION GRAPHIQUE DES RESULTATS, ET LA CONFRONTATION DE CES RESULTATS A CEUX DONNES PAR UN AUTRE LOGICIE DANS CE TRAVAIL, IL EST A NOTER LES POINTS SUIVANTS : - LA METHODE DE PENALISATION EST UTILISEE DANS LA PARTIE MECANIQUE. - L'APPARITION DE L'OSCILLATION DANS LA SOLUTION DU PROBLEME THERMIQUE EST TRAITE PAR LA TECHNIQUE SUPG - LE CHOIX D'UNE FORMULATION MIXTE (VITESSE-PRESSION) DANS LE PROBLEME MECANIQUE ET UNE FORMULATION DIRECTE EN TEMPERATURE DANS LE PROBLEME THERMIQUE. - LA RESOLUTION DES SYSTEME LINEAIRES DES EQUATIONS EST EFFECTUEE PAR LA METHODE FRONTALE.
Author: JING. SUN LI
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Languages : fr
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L'ETUDE D'UN ECOULEMENT LAMINAIRE, INCOMPRESSIBLE AUTOUR D'UN ET DE DEUX CYLINDRES EN LIGNE EST REALISEE PAR LA RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN UTILISANT LA METHODE DES ELEMENTS FINIS SUR UNE FORMULATION VITESSE-PRESSION. LA TRANSITION ENTRE LES REGIMES D'ECOULEMENT STATIONNAIRE ET INSTATIONNAIRE POUR UN CYLINDRE ISOLE EST MISE EN EVIDENCE PAR UNE BIFURCATION DE HOPF-LANDAU. LES PARAMETRES PHYSIQUES QUI CARACTERISENT L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE COMME LE CHAMP DE VITESSE ET DE PRESSION, LES COEFFICIENTS DE TRAINEE ET DE PORTANCE, LE NOMBRE DE STROUHAL ET LE NOMBRE DE REYNOLDS CRITIQUE, ETC. SONT EVALUES POUR UN NOMBRE DE REYNOLDS INFERIEUR OU EGAL A 500. L'EFFET DES PAROIS LATERALES SUR LES COMPORTEMENTS DYNAMIQUES DE L'ALLEE DE TOURBILLONS DE BENARD-VON KARMAN EST ETUDIE EN FONCTION DU RAPPORT D'ASPECT. L'ECOULEMENT AUTOUR DE DEUX CYLINDRES EN LIGNE EST SIMULE EN FONCTION DE L'ECART ENTRE LES DEUX CYLINDRES. L'INFLUENCE DE L'ENTRAXE SUR LE CHAMP DE VITESSE, LA DISTRIBUTION DE PRESSION, LE NOMBRE DE STROUHAL, ETC. SONT MIS EN EVIDENCE. UN CHANGEMENT DISCONTINU DU CHAMP DE VITESSE POUR LE CYLINDRE AMONT EST OBSERVE. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT COMPARES AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET NUMERIQUES OBTENUS PAR DIVERS AUTEURS ET UN BON ACCORD EST OBSERVE.
Author: Philippe Traoré
Publisher: Éditions Cépaduès
ISBN: 2364937329
Category : Science
Languages : fr
Pages : 16
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L’objectif de cet ouvrage est de décrire les fondements théoriques de la méthode des volumes finis qui est aujourd’hui reconnue, à bien des égards, comme étant la méthode de choix pour la simulation numérique en mécanique des fluides. En effet, elle est intensivement utilisée dans la plupart des codes de calcul commerciaux ou «open source» qui traitent les problèmes de mécanique des fluides, de transferts thermiques ou de transport d’espèces. Cet ouvrage s’adresse principalement aux étudiants de master ou d’écoles d’ingénieurs qui souhaitent s’initier aux principes de la simulation numérique en mécanique des fluides basée sur la méthode des volumes finis. Après une introduction sur l’essor et les enjeux de la simulation numérique en mécanique des fluides, les équations de conservation en mécanique des fluides sont rappelées. L’ouvrage introduit ensuite les concepts de base de la méthode des volumes finis et aborde la notion de maillage (maillage structuré, multibloc, non-structuré, conforme,...) et de métriques, nécessaires à la discrétisation des équations. L’équation de transport d’une quantité scalaire est utilisée comme équation modèle et la discrétisation de chacun de ses termes (terme temporel, terme diffusif, terme convectif et terme source ou puits) est détaillée. Une attention particulière est portée sur les notions fondamentales comme l’ordre de précision et la stabilité des schémas numériques, la convergence, la diffusion et la dispersion numérique ainsi que sur les notions de conservativité, de transportivité et de bornement. La discrétisation des équations de Navier-Stokes incompressibles en variables primitives est ensuite détaillée. L’algorithme de couplage vitesse-pression SIMPLE et son implémentation sont abordés. Un chapitre spécifique est consacré à l’implémentation des différents types de conditions aux limites. La résolution des systèmes algébriques matriciels linéaires qui est une composante fondamentale lorsque l’on aborde la résolution numérique d’équations aux dérivées partielles est discutée. Différentes méthodes directes ou itératives sont décrites. Cet ouvrage, résolument axé sur la mise en œuvre pratique de la méthode des volumes finis est une introduction très didactique qui ouvrira le lecteur à des concepts plus avancés développés dans un autre ouvrage
Author: LAURE.. COQUART
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Languages : fr
Pages : 190
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CETTE THESE PORTE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'UN ECOULEMENT INTERNE COMPRESSIBLE, INSTATIONNAIRE ET TURBULENT A L'AIDE DE LA SIMULATION DES GRANDES ECHELLES (SGE). DANS CETTE APPROCHE, LES GRANDES ECHELLES ENERGETIQUES ET INSTATIONNAIRES DE L'ECOULEMENT SONT CALCULEES, TANDIS QUE LES PETITES ECHELLES SONT MODELISEES. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL, REALISE EN COLLABORATION AVEC LE CONSORTIUM INDUSTRIE-RECHERCHE DANS LES TURBOMACHINES (CIRT) ET LE LEMFI, EST D'ANALYSER LES POTENTIALITES DE LA SGE POUR LE CALCUL D'ECOULEMENTS CONFINES EN GEOMETRIE 3D EN VUE D'APPLICATIONS AUX TURBOMACHINES. LE CAS D'ETUDE RETENU POUR LA VALIDATION DE LA METHODOLOGIE EST L'ECOULEMENT DANS UNE TUYERE 3D TRANSSONIQUE POUR LEQUEL IL EXISTE DE NOMBREUX RESULTATS STATISTIQUES (LEMFI) ET EXPERIMENTAUX (ONERA). LA TUYERE EST CARACTERISEE PAR UNE BOSSE EN FLECHE SUR LA PAROI BASSE GENERATRICE D'EFFETS 3D. L'ECOULEMENT, SANS ROTATION, PRESENTE CEPENDANT LES PHENOMENES PHYSIQUES COMPLEXES D'INTERACTION ONDE DE CHOC/COUCHE LIMITE ET DE LARGE DECOLLEMENT, COMME CEUX RENCONTRES AU SEIN DES TURBOMACHINES. LA SGE EST OBTENUE A PARTIR D'UN MODELE DE SOUS MAILLE D'ECHELLES MIXTES DEVELOPPE AU LIMSI-CNRS. LA DISCRETISATION TEMPORELLE DES EQUATIONS EST REALISEE PAR UN SCHEMA DE RUNGE-KUTTA EXPLICITE D'ORDRE DEUX. LES FLUX EULER SONT DISCRETISES PAR UN SCHEMA TVD D'HARTEN-YEE D'ORDRE DEUX TANDIS QUE LES FLUX VISQUEUX LE SONT PAR UN SCHEMA CENTRE. LA SGE A PERMIS D'OBTENIR DES INFORMATIONS INSTATIONNAIRES SUR L'ECOULEMENT, ET DE METTRE EN EVIDENCE LA FORMATION ET LE LACHER DE TOURBILLONS DANS LA TUYERE. LA SOLUTION INSTATIONNAIRE EST DIFFERENTE DE LA SOLUTION STATIONNAIRE RANS OBTENUE AVEC UNE MODELISATION STATISTIQUE CLASSIQUE ET MONTRE L'OSCILLATION DU CHOC ET LA DESTABILISATION DU DECOLLEMENT AU COURS DU TEMPS. LES RESULTATS DE LA SGE OBTENUS SUR LE NOMBRE DE MACH ISENTROPIQUE, LES PROFILS DE LA VITESSE MOYENNE ET LES TENSIONS DE REYNOLDS SONT DISCUTES ET COMPARES AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX (ONERA) ET STATISTIQUES, OBTENUS AVEC LE MODELE DE LAUNDER-SHIMA (LEMFI). LE BILAN DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE (K) EST ANALYSE ET COMPARE A CELUI DONNE PAR LA MODELISATION STATISTIQUE, DANS LE DECOLLEMENT. LES RESULTATS DE LA SGE MONTRENT DES DIFFERENCES NOTABLES AVEC LES RESULTATS STATISTIQUES DANS LE CUR DE LA TUYERE : LES TERMES DE FLUCTUATIONS DE PRESSION IMPORTANTS MESURES DANS LE CHOC SONT PRIS EN COMPTE PAR LA SGE.
Author: Antonio Cesar Pinho Brasil Junior
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Languages : fr
Pages : 158
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Book Description
Dans différents procédés industriels on retrouve le problème de base du mélange de deux fluides. Les caractéristiques complexes des écoulements internes dans les dispositifs de mélange utilises justifient fortement l'utilisation de la simulation numérique, qui doit allier des méthodes numériques performantes et des modèles de turbulence adaptes pour une description précise des phénomènes de transfert de masse ou de chaleur pendant le processus de mélange. L’objectif principal de ce travail est ainsi d'étudier des modèles de turbulence applicables aux situations de mélange industriel. On propose, en outre, une implantation numérique sous la forme d'un code de calcul applicable aux géométries complexes tridimensionnelles. En ce qui concerne le calcul hydrodynamique, on propose l'utilisation du modèle de turbulence a deux équations k- dans un contexte d'écoulement tridimensionnel. On évalue aussi quelques modifications de ce modèle pour le cas ou une rotation d'ensemble agit sur le champ turbulent. Concernant la modélisation du transport scalaire, deux types d'approche sont étudiés à savoir: une approche eulérienne classique avec fermeture au premier ordre, et une autre approche de type lagrangien-stochastique dont l'utilisation est un peu moins classique dans ce type de situation. Face aux géométries complexes qu'on retrouve dans les problèmes de mélange industriel, on a choisi une approche numérique s'appuyant sur la méthode des éléments finis. Un ensemble de résolution de problèmes hydrodynamiques et thermiques est présenté pour lesquels un nombre important d'informations d'origine expérimentale est disponible. On s'intéresse notamment a la résolution d'un problème complexe de mélange dans une situation de jet turbulent tridimensionnel pénétrant perpendiculairement dans une couche limite
Author: FRANCOIS.. BOUTTES
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Languages : fr
Pages : 341
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Book Description
La méthode des éléments finis (m.e.f.) A été appliquée avec succès pour représenter l'hydrodynamique a surface libre, mais avec une modélisation de la turbulence très simplifiée. Ce travail a pour but de simuler, a l'aide de la m.e.f., des écoulements a surface libre avec des représentations de la turbulence plus complexes. Il commence par une présentation générale des modèles de turbulence. Nous avons choisi d'utiliser plus particulièrement deux types de modèle: le modèle k-, des modèles aux longueurs de mélange développés a partir de la simplification du modèle précédent. Une simplification supplémentaire est effectuée en bidimensionnalisant les modèles. Un travail de ce type a déjà été effectué par rodi et al pour le modèle k-. Nous l'avons complété pour les modèles aux longueurs de mélange. Dans le cas ou les courbures de l'écoulement horizontal sont importantes, nous proposons des variantes des deux types de modèle précédents et par ailleurs, une modification des frottements de fond intervenant dans l'équation de l'écoulement (saint-venant). Cette dernière est notamment importante pour les études sedimentologiques. La méthode de résolution des équations du modèle k- utilisée dans cette thèse est la méthode des éléments finis ; il s'agit alors de résoudre un système non linéaire complexe ; dans ce travail, nous avons fait un choix d'interpolation particulier et teste plusieurs méthodes de résolution. Le couplage avec le modèle hydrodynamique est effectue par un algorithme explicite. Sont présentés plusieurs critères pour contrôler la convergence du modèle k-. Nous terminons par une validation des modèles de turbulence utilises sur de nombreux exemples. Sur ces derniers, nous avons vérifié les méthodes employées pour résoudre les équations du modèle k-
Author: Stéphane Lanteri
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Languages : fr
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Book Description
CETTE ETUDE EST CONSACREE A LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES D'UN FLUIDE COMPRESSIBLE, VISQUEUX ET NON-VISQUEUX. DANS UN PREMIER TEMPS, ON SE PLACE DANS UN CADRE MONODIMENSIONNEL ET L'ON S'INTERESSE A LA MISE AU POINT DE SCHEMAS NUMERIQUES SUFFISAMMENT PRECIS POUR PERMETTRE LA SIMULATION D'ECOULEMENTS DE FLUIDES EN REGIME INSTATIONNAIRE. ON PRESENTE ENSUITE L'EXTENSION DE CES SCHEMAS AU CAS BIDIMENSIONNEL LORSQUE L'ECOULEMENT DU FLUIDE EST MODELISE PAR LE SYSTEME DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. LA DISCRETISATION SPATIALE EST DU TYPE MIXTE ELEMENTS/VOLUMES FINIS SUR DES MAILLAGES TRIANGULAIRES NON-STRUCTURES. ON ETUDIE ENFIN LA MISE EN UVRE DE SIMULATIONS NUMERIQUES SUR UNE ARCHITECTURE MASSIVEMENT PARALLELE DE TYPE SYNCHRONE. DANS LE CAS OU L'ON UTILISE DES GRILLES DE CALCUL IRREGULIERES, UNE ATTENTION PLUS PARTICULIERE DOIT ETRE PORTEE A LA GESTION DES COMMUNICATIONS SI L'ON NE VEUT PAS VOIR LES PERFORMANCES DE CE TYPE DE MACHINE SE DEGRADER DE FACON DRAMATIQUE
Author: Abdeljalil Laassibi
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Languages : fr
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Book Description
L'objectif de cette étude est de simuler numériquement le comportement des écoulements turbulents dilatables par la méthode des éléments finis. Le choix de la méthode a été adopte pour divers aspects numériques, entre autres sa capacité à décrire les géométries complexes. Après traitement statistique des équations de conservation de la masse, quantité de mouvement et l'équation d'énergie, l'analyse conduit naturellement au problème de fermeture des termes traduisant les effets de compressibilité. Tout d'abord quelques approximations de base ont été introduites afin d'analyser les termes lies aux fluctuations de masse volumique. Ensuite deux types de modélisation ont été établis pour le terme traduisant l'effet d'interaction entre les fluctuations de masse volumique et le gradient de pression moyenne. L’étude montre entre autres, le rôle joue par ce gradient pour les écoulements pesants. Enfin, l'insuffisance du modèle classique (k-) (base sur des scalaires dont aucun n'est représentatif de l'anisotropie) nous a conduit à formuler un modèle algébrique simple tenant compte de l'effet anisotrope de la gravite sur la turbulence. Les applications traitées concernent l'épanouissement d'un jet chaud dans l'atmosphère au repos et l'étude du comportement de la couche atmosphérique cinématique et thermique. Les résultats obtenus ont été confrontes a des expériences ou a des calculs tires de littérature
