Simulations numériques de l'interaction de tourbillons longitudinaux avec une couche limite turbulente de plaque plane PDF Download
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Author: Jacques Liandrat
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 151
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Book Description
Les résultats expérimentaux et l'application de la théorie des développements asymptotiques raccordés permettent de définir un système d'équations simplifiées qui regissent le mouvement. Les calculs sont confrontés aux mesures de brodshaw dans le cas d'un tourbillon longitudinal unique ou d'une paire de tourbillons contrarotatifs en interaction avec une couche limite turbulente de plaque plane initialement bidimensionnelle. Étude des phénomènes associés à la présence de la paroi ou liés à l'écoulement secondaire engendré par les tourbillons.
Author: Jacques Liandrat
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 151
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Book Description
Les résultats expérimentaux et l'application de la théorie des développements asymptotiques raccordés permettent de définir un système d'équations simplifiées qui regissent le mouvement. Les calculs sont confrontés aux mesures de brodshaw dans le cas d'un tourbillon longitudinal unique ou d'une paire de tourbillons contrarotatifs en interaction avec une couche limite turbulente de plaque plane initialement bidimensionnelle. Étude des phénomènes associés à la présence de la paroi ou liés à l'écoulement secondaire engendré par les tourbillons.
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Mechanical engineering
Languages : en
Pages : 598
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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: American Society of Mechanical Engineers
Publisher:
ISBN:
Category : Mechanical engineering
Languages : en
Pages : 620
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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: Sebastien Prothin
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131566455
Category :
Languages : fr
Pages : 148
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L'objectif de cette tude est d'analyser exp rimentalement l'interaction entre un tourbillon longitudinal isol et une couche limite se d veloppant sur un profil portant bidimensionnel de type NACA0015. Les mesures ont t r alis es par v locim trie laser pour les champs de vitesse et par balance en ce qui concerne les efforts. Cette configuration peut tre retrouv e dans les applications de contr le d' coulement ou en hydrodynamique navale. L'originalit r sidant dans le fait que le vortex est g n r hors couche limite. Les r sultats ont montr s que la pr sence du tourbillon inhibe le ph nom ne d'hyst r sis au d crochage statique, ceci tant associ une modification notable des tats de couche limite tant en valeur moyenne que fluctuante. En effet, la pr sence du tourbillon modifie le gradient de pression et retarde le d collement en r -acc l rant le fluide la paroi. Pour les incidences plus lev es, on observe un r -attachement de la couche limite. La dynamique de cet coulement est analys e par d composition orthogonale en modes propres (POD) dans le but de mieux appr hender l'alignement spatial tourbillonnaire dans le sillage des corps mis grande incidence et contr l .
Author: Latifa Skandaji Rezg
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 132
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Dans cette thèse l'étude expérimentale présentée concerne la réduction du frottement et de la turbulence dans une couche limite. Cette réduction est produite par des oscillations transversales périodiques appliquées au niveau de la paroi sur laquelle se développe une couche limite turbulente. Les simulations numériques directes de Jung et al. (1992) de l'écoulement de canal soumis à des oscillations périodiques, dans la direction transversale, sont à l'origine de cette étude. Elles montrent en effet, une réduction de l'activité turbulente et du frottement qui peut atteindre jusqu'à 40%. Ces réductions ont été également observées dans d'autres études de simulations numériques directes d'une couche limite tridimensionnelle sous l'action d'un gradient de pression transversal constant appliqué a l'écoulement. Les processus qui sont à la base de ces réductions ont été attribués à une modification fondamentale de la structure de l'écoulement très près de la paroi et notamment à une modification de l'interaction qui existe entre les "streaks" et les tourbillons longitudinaux. Les résultats obtenus dans cette étude confirment ces mécanismes et montrent de bon accord avec les simulations de Jung et al. (1992). Les principaux résultats sont les suivants : L'analyse de la tension de Reynolds uv dans les quatre quadrants montre une augmentation de l'intensité des fluctuations de vitesses longitudinales positives, liée à un changement du mécanisme de production de la turbulence près de la paroi. Les corrélations spatio-temporelles de la fluctuation de vitesse longitudinale ainsi que les mesures de vorticite montrent des changements importants aux niveaux des structures "typiques" de la couche limite. On observe notamment une augmentation de l'espacement transversal moyen entre les "streaks", une diminution de la période moyenne des éjections ainsi qu'une réorientation des structures dans la direction transversale. Les bilans effectués à partir de l'équation de transport de l'énergie cinétique montrent, dans la zone ou le cisaillement transversal est important, une réduction du terme de diffusion visqueuse de l'énergie qui tend à atténuer la diminution de l'énergie cinétique turbulente.
Author: Fabien Coppens
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 207
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Les tourbillons constituent des écoulements d'un grand intérêt aussi bien théorique que technologique. Au vu des difficultés rencontrées dans les approches expérimentale et de modélisation, on a employé les outils de simulation numérique directe (DNS) et des grandes échelles (LES) pour étudier les possibilités de développement et le devenir de la turbulence dans les tourbillons, décrits ici par un choix de modèles analytiques. Un résumé des connaissances actuelles sur la stabilité hydrodynamique des écoulements tourbillonnaires a été effectué, qui met en évidence la probable mais non évidente stabilité du tourbillon bidimensionnel, et l'existence d'une infinité de modes propres amplifiés dans le cas du tourbillon tridimensionnel défini par le modèle de Batchelor. Une simulation LES de ce dernier, dans lequel on introduit l'un des modes issus de la stabilité linéaire, a permis de décrire l'amplification d'une turbulence développée. L'évolution de l'instabilité entraîne une rapide résorption du champ de vitesse axiale du tourbillon, sans modification notable de la vitesse tangentielle. Le tourbillon se retrouve alors dans une configuration stable. Une analyse statistique de l'écoulement a été effectuée, qui caractérise l'évolution des corrélations turbulentes, informations utiles pour le développement ultérieur de modèles de turbulence dans les écoulements rotatifs. Une simulation DNS du tourbillon bidimensionnel de Lamb-Oseen soumis à une perturbation aléatoire a confirmé la stabilité de cet écoulement. Il a enfin été possible de simuler l'amorce linéaire du développement de l'instabilité de Widnall. Cette instabilité résulte de l'interaction de deux tourbillons dans les phases finales d'évolution d'un sillage d'avion, et peut contribuer à accélérer sa dispersion.
Author: Stéphanie Pellerin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 166
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Book Description
DES INTERACTIONS ENTRE UN TOURBILLON DE RANKINE ET UNE COUCHE LIMITE DE PLAQUE PLANE SONT SIMULES PAR UNE METHODE NUMERIQUE EULERIENNE-LAGRANGIENNE, FONDEE SUR L'ALGORITHME VORTEX-IN-CELL POUR LA CONVECTION ET SUR LE CONCEPT DE MARCHE ALEATOIRE POUR LA DIFFUSION. ELLE PERMET LA MISE EN PLACE DE CONDITIONS AUX LIMITES EXACTES PRENANT EN COMPTE L'INFLUENCE DU CHAMP DE ROTATIONNEL SUR LES FRONTIERES. LA VISCOSITE NUMERIQUE INDUITE EST MINIMISEE A L'AIDE D'UN CHOIX APPROPRIE DE PARAMETRES. LA METHODE EST ENSUITE VALIDEE SUR LA SOLUTION CONNUE DE LA COUCHE LIMITE DE PLAQUE PLANE, AVANT DE FAIRE INTERAGIR CELLE-CI AVEC UN TOURBILLON DE TYPE RANKINE. LES MECANISMES D'INTERACTIONS SONT ETUDIES POUR DES TOURBILLONS POSITIFS ET NEGATIFS DE DIFFERENTES INTENSITES. LORS DE L'APPARITION DU TOURBILLON, LA COUCHE LIMITE GENERE UNE QUANTITE DE CIRCULATION SENSIBLEMENT EQUIVALENTE ET OPPOSEE A LA CIRCULATION QUE LE TOURBILLON INDUIT POTENTIELLEMENT A LA PAROI. DANS LE CAS D'UN TOURBILLON NEGATIF, UN DECOLLEMENT APPARAIT DANS LA COUCHE LIMITE ET ABOUTIT A LA CREATION D'UNE STRUCTURE SECONDAIRE, EJECTEE HORS DE LA COUCHE LIMITE. ALORS QU'UN TOURBILLON D'INTENSITE MOYENNE SE RAPPROCHE DE LA PAROI, UN TOURBILLON PLUS FORT VA REBONDIR, SOUS L'INFLUENCE DE LA STRUCTURE SECONDAIRE. UN TOURBILLON POSITIF QUANT A LUI S'ELOIGNE DE LA PAROI DES SON APPARITION DANS LE DOMAINE
Author: GERALD.. LACASSIN
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 209
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Book Description
CETTE ETUDE TRAITE DE L'INTERACTION TRIDIMENSIONNELLE ONDE DE CHOC/COUCHE LIMITE TURBULENTE, QUI EST UN PHENOMENE D'UN GRAND INTERET PRATIQUE POUR LES AVIONS SUPERSONIQUES. L'INTERACTION EST INDUITE PAR UNE PLAQUE PLANE A BORD D'ATTAQUE ARRONDI, MONTEE PERPENDICULAIREMENT A LA PAROI INFERIEURE D'UNE SOUFFLERIE. LES CHAMPS DE VITESSES MOYENNES ET TURBULENTES SONT MESURES DANS DES PLANS LONGITUDINAUX, A L'AIDE D'EXPLORATIONS PAR VELOCIMETRIE LASER TRIDIMENSIONNELLE, COMPLETEES PAR DES RELEVES DE PRESSION PARIETALE, ET PAR DES VISUALISATIONS DE LIGNES DE FROTTEMENT. LA STRUCTURE DE CHOCS EN LAMBDA ET L'ORGANISATION TOURBILLONNAIRE DE L'ECOULEMENT DECOLLE SONT EXAMINEES. LES PROPRIETES DE LA TURBULENCE SONT ANALYSEES, NOTAMMENT EN RELATION AVEC LA STRUCTURE DU CHAMP MOYEN. LE TRAINAGE DES PARTICULES D'ENSEMENCEMENT EST EVALUE AU VOISINAGE DES CHOCS. CETTE EXPERIENCE EST SIMULEE PAR UN CODE DE RESOLUTION DES EQUATIONS MOYENNEES EN TEMPS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES, ASSOCIEES A UN MODELE DE TURBULENCE ALGEBRIQUE DE LONGUEUR DE MELANGE. LA METHODE NUMERIQUE EMPLOYEE SE CARACTERISE PAR UN SCHEMA EXPLICITE CENTRE AVEC UNE APPROCHE VOLUMES FINIS, EN MAILLAGE STRUCTURE. NOUS ANALYSONS L'INFLUENCE DE LA DISTRIBUTION DE VISCOSITE TURBULENTE SUR L'INTERACTION, AINSI QUE L'INDEPENDANCE DU CALCUL VIS A VIS DU MAILLAGE. LA VALIDITE DU MODELE DE TURBULENCE EST DISCUTEE PAR UNE CONFRONTATION AVEC CERTAINS RESULTATS EXPERIMENTAUX
