CALCUL D'ECOULEMENTS COMPRESSIBLES EN CONFIGURATION INTERNE PDF Download
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Author: GUY.. CAPDEVILLE
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Category :
Languages : fr
Pages : 103
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Book Description
LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES SONT DISCRETISEES A L'AIDE D'UNE FORMULATION VOLUME-FINIS ASSURANT LA CONSERVATIVITE DU SCHEMA DISCRET ET LA CAPTURE AUTOMATIQUE D'UN CHOC. POUR TRAITER AVEC COHERENCE LES POSSIBLES DISCONTINUITES, UTILISATION EST FAITE DU SOLVEUR DE RIEMANN APPROCHE D'OSHER COMBINE AVEC UN SCHEMA TVD. LES TERMES DE DIFFUSION SONT CALCULES DE FACON CENTREE ET LA TURBULENCE EST MODELISEE PAR UN MODELE ALGEBRIQUE DE LONGUEUR DE MELANGE A DOUBLE ZONE. POUR ACCELERER LA CONVERGENCE DE CETTE METHODE VERS L'ETAT STATIONNAIRE, UTILISATION EST FAITE D'UNE FORMULATION LOCALE DU PAS DE TEMPS, D'UNE FORMULATION IMPLICITE DE L'OPERATEUR EXPLICITE, CONDUISANT, SOUS SA FORME SIMPLIFIEE, A LA RESOLUTION DE SYSTEMES TRIDIAGONAUX SCALAIRES, ET D'UNE METHODE MULTIGRILLE POUR LA RESOLUTION DE LA NON-LINEARITE. LES CHOIX PRECEDENTS ONT ETE VALIDES, EN BIDIMENSIONNEL, SUR LES CAS TEST: INTERACTION CHOC-COUCHE-LIMITE AVEC DECOLLEMENT ETENDU, ECOULEMENT DANS UN COMPRESSEUR AXIAL TRANSSONIQUE. POUR L'ASPECT TRIDIMENSIONNEL, LE CHOIX DE LA FORME DE L'OPERATEUR IMPLICITE, EST FIXE D'APRES UNE ANALYSE DES FREQUENCES DOMINANT L'ERREUR DISCRETE. AFIN DE SIMPLIFIER LA FORMULATION DE L'OPERATEUR IMPLICITE, LES CONDITIONS AUX LIMITES SONT TRAITEES DE MANIERE ESSENTIELLEMENT EXPLICITE; LE SYSTEME LINEAIRE RESULTANT PEUT ETRE RESOLU A L'AIDE D'UN ALGORITHME MULTIGRILLE; LES RESULTATS OBTENUS, EN REGIME LAMINAIRE, VALIDENT DE TELS CHOIX
Author: GUY.. CAPDEVILLE
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Languages : fr
Pages : 103
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LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES SONT DISCRETISEES A L'AIDE D'UNE FORMULATION VOLUME-FINIS ASSURANT LA CONSERVATIVITE DU SCHEMA DISCRET ET LA CAPTURE AUTOMATIQUE D'UN CHOC. POUR TRAITER AVEC COHERENCE LES POSSIBLES DISCONTINUITES, UTILISATION EST FAITE DU SOLVEUR DE RIEMANN APPROCHE D'OSHER COMBINE AVEC UN SCHEMA TVD. LES TERMES DE DIFFUSION SONT CALCULES DE FACON CENTREE ET LA TURBULENCE EST MODELISEE PAR UN MODELE ALGEBRIQUE DE LONGUEUR DE MELANGE A DOUBLE ZONE. POUR ACCELERER LA CONVERGENCE DE CETTE METHODE VERS L'ETAT STATIONNAIRE, UTILISATION EST FAITE D'UNE FORMULATION LOCALE DU PAS DE TEMPS, D'UNE FORMULATION IMPLICITE DE L'OPERATEUR EXPLICITE, CONDUISANT, SOUS SA FORME SIMPLIFIEE, A LA RESOLUTION DE SYSTEMES TRIDIAGONAUX SCALAIRES, ET D'UNE METHODE MULTIGRILLE POUR LA RESOLUTION DE LA NON-LINEARITE. LES CHOIX PRECEDENTS ONT ETE VALIDES, EN BIDIMENSIONNEL, SUR LES CAS TEST: INTERACTION CHOC-COUCHE-LIMITE AVEC DECOLLEMENT ETENDU, ECOULEMENT DANS UN COMPRESSEUR AXIAL TRANSSONIQUE. POUR L'ASPECT TRIDIMENSIONNEL, LE CHOIX DE LA FORME DE L'OPERATEUR IMPLICITE, EST FIXE D'APRES UNE ANALYSE DES FREQUENCES DOMINANT L'ERREUR DISCRETE. AFIN DE SIMPLIFIER LA FORMULATION DE L'OPERATEUR IMPLICITE, LES CONDITIONS AUX LIMITES SONT TRAITEES DE MANIERE ESSENTIELLEMENT EXPLICITE; LE SYSTEME LINEAIRE RESULTANT PEUT ETRE RESOLU A L'AIDE D'UN ALGORITHME MULTIGRILLE; LES RESULTATS OBTENUS, EN REGIME LAMINAIRE, VALIDENT DE TELS CHOIX
Author: FABIENNE.. ROUSSEL
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Category :
Languages : fr
Pages : 190
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L'ETUDE PORTE SUR L'ELABORATION D'UNE STRATEGIE NUMERIQUE EFFICACE PERMETTANT LA MODELISATION DES ECOULEMENTS NON DECOLLES DE FLUIDE COMPRESSIBLE VISQUEUX AUTOUR DE CONFIGURATIONS COMPLEXES (PROFILS D'AILE EN 2D, AILES OU AVIONS COMPLETS EN 3D). LA STRATEGIE S'APPUIE SUR UNE APPROCHE COMBINANT A LA FOIS UN SOLVEUR FLUIDE PARFAIT (POTENTIEL AVEC CORRECTION ENTROPIQUE OU EULER CONSERVATIVE) ET UN SOLVEUR COUCHE LIMITE CARACTERISANT LES EFFETS VISQUEUX PROCHES DE LA PAROI. LE RESULTAT DU CALCUL DE COUCHE LIMITE ENGENDRE L'EVALUATION D'UNE VITESSE NORMALE DITE DE SOUFFLAGE QUI SERT ENSUITE DE CONDITION A LA LIMITE DE PAROI DANS LE CALCUL FLUIDE PARFAIT. EN ITERANT AINSI LES CALCULS, ON OBTIENT UN SOLVEUR BIVALENT PEU COUTEUX, SE SUBSTITUANT A UN SOLVEUR NAVIER-STOKES, POUR DES ECOULEMENTS BIDIMENSIONNELS NON DECOLLES, ET PERMETTANT DE REALISER DES CALCULS D'ECOULEMENTS AUTOUR D'AVIONS COMPLETS. LA METHODOLOGIE AINSI DEVELOPPEE, MET EN EVIDENCE LA ROBUSTESSE DES DEUX SOLVEURS FLUIDE PARFAIT A LA PRISE EN COMPTE DE CONDITIONS AUX LIMITES DE PAROI NON HOMOGENES. LES NOMBREUSES EXPERIENCES NUMERIQUES EFFECTUEES, TANT ENE BIDIMENSIONNEL QU'EN TRIDIMENSIONNEL, FOURNISSENT DES RESULTATS D'UNE PRECISION SATISFAISANTE ET VALIDENT AINSI LA METHODE
Author: SOPHIE.. CHARMANT
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Languages : fr
Pages : 175
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CE TRAVAIL DE THESE PORTE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES ET TURBULENTS AUTOUR D'ARRIERE-CORPS. POUR CELA, NOUS CONSIDERONS LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES COMPLETEES PAR UN MODELE DE TURBULENCE. LES MODELES ALGEBRIQUES DE TYPE LONGUEUR DE MELANGE SONT LES PLUS SIMPLES, MAIS LES RESULTATS OBTENUS AVEC DE TELS MODELES SONT EN GENERAL PEU SATISFAISANTS POUR DES ECOULEMENTS COMPLEXES PRESENTANT DE GRANDES ZONES DE RECIRCULATION. DE PLUS, CES MODELES REQUIERENT UNE EVALUATION DE DISTANCES A LA PAROI, CE QUI PEUT PRESENTER UNE CERTAINE DIFFICULTE POUR DES CONFIGURATIONS D'ARRIERE-CORPS AVEC TUYERE ET CULOT. EN CONSEQUENCE, NOUS AVONS MIS EN UVRE UN MODELE DE TURBULENCE A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT PLUS ADAPTE A LA PHYSIQUE DE L'ECOULEMENT. NOUS AVONS TOUT D'ABORD CONSIDERE UN MODELE AVEC INTEGRATION JUSQU'A LA PAROI A SAVOIR LE MODELE K - DE JONES-LAUNDER. CE MODELE PRESENTE L'AVANTAGE QUE LES FONCTIONS INTRODUITES POUR TENIR COMPTE DES EFFETS DE PROCHE PAROI DEPENDENT UNIQUEMENT DU NOMBRE DE REYNOLDS TURBULENT ET NON DE DISTANCES A LA PAROI. AINSI, LE MODELE DE JONES-LAUNDER EST BEAUCOUP PLUS FACILE A APPLIQUER POUR DES CONFIGURATIONS D'ARRIERE-CORPS. NOUS NOUS SOMMES ENSUITE INTERESSE AUX LOIS DE PAROI. CELLES-CI PERMETTENT DE DECRIRE ANALYTIQUEMENT L'ECOULEMENT MOYEN ET LES GRANDEURS TURBULENTES AU VOISINAGE D'UNE PAROI ET AUTORISENT AINSI UNE TAILLE DE MAILLE A LA PAROI NETTEMENT PLUS IMPORTANTE QUE DANS UN CALCUL AVEC INTEGRATION JUSQU'A LA PAROI
Author: Sébastien Lortie
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Languages : fr
Pages : 89
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Ce mémoire présente une formulation éléments finis qui permet de résoudre des écoulements compressibles instationnaires subsoniques. La motivation de ce travail provient de la volonté d'améliorer les prédictions d'écoulements diphasiques séparés par une interface. En particulier, on s'intéresse au déferlement de vagues qui emprisonnent une poche d'air. D'abord, on développe une formulation des équations de Navier-Stokes compressible qui permet de gérer plusieurs régimes d'écoulements compressibles dans le même domaine. Pour résoudre ce système d'équations, on utilise une formulation par éléments finis. Pour les problèmes instationnaires, on utilise la méthode des " Backward Differentiation Formula " (BDF) avec un estimateur d'erreur de troncature pour effectuer l'intégration temporelle. En plus, on utilise une formulation ALE qui laisse le maillage de se déplacer dans le temps pour lui permettre de suivre les déformations d'une ou plusieurs frontières du domaine (comme c'est le cas pour un écoulement avec interface). Ces outils mentionnés ci-haut sont déjà tous utilisés pour le calcul d'écoulements à interface, mais pour des fluides incompressibles seulement. Donc, le but de ce mémoire est d'implémenter dans les formulations les termes compressibles qui s'ajoutent aux équations incompressibles. Pour vérifier que l'implémentation est bien faite, on effectue la vérification par la méthode des solutions manufacturées. On présente d'abord un problème stationnaire compressible pour montrer que les termes stationnaires sont bien résolus suivi par une solution manufacturée instationnaire compressible qui fait intervenir tous les termes ajoutés. Ainsi, on peut vérifier que les méthodes BDF se comportent de la bonne façon pour l'estimation des dérivées temporelles de la pression et de la température (essentiellement les termes ajoutés par la formulation compressible). Ensuite, puisque le problème de la vague déferlante se caractérise par la compression d'une poche de gaz, on procède à la validation du code avec le problème de Bagnold. Ce problème en 1D consiste à évaluer la pression de l'air dans un contenant compressé par un piston. Une fois la validation terminée, on se lance dans le calcul final du cas de déferlement de la vague. Les résultats obtenus sont encourageants comparativement à la formulation tout incompressible, mais il reste du travail à faire pour obtenir un modèle qui représente le mieux possible la réalité
Author: Jean Claudel
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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
Author: Marie-Pierre Dainese
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Languages : fr
Pages : 256
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Cette thèse concerne la résolution numérique des équations de Navier-Stokes formulées en coordonnées curvilignes et discrétisées par la méthode des volumes finis sur des maillages non décalés. L'étude contribue à la compréhension, la validation et la mise en oeuvre des schémas de discrétisation de la convection d'ordre élevé et des algorithmes de couplage pression vitesse semi-implicites pour les fluides incompressibles. La comparaison des diverses méthodes ne permet pas de mettre en évidence une technique de discrétisation ni de couplage systématiquement plus satisfaisante que les autres. La présentation des résultats cherche à mettre en évidence les différences de comportement des méthodes. Les implantations des schémas de discrétisation (centré, QUICK, amont au second ordre et CONDIF) qui permettent une résolution stable sont comparées sur les cas de la cavité carrée entraînée et le sillage laminaire d'un cylindre circulaire, dans des configurations de calcul éprouvantes pour la précision des résultats et la stabilité de résolution. Les algorithmes de résolution semi-implicites (SIMPLE, SIMPLEC, SIMPLER et PISO) sont présentés à partir d'une formulation générales de l'équation de correction de pression. L'étude des performances des divers algorithmes est paramétrée par le coefficient de sous relaxation de la vitesse, le schéma de discrétisation employé, le raffinement du maillage et le type de conditions aux limites sur la vitesse.
Author: Jean-Antoine Désidéri
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ISBN:
Category :
Languages : en
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Author: BASILE.. LOUKA
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 137
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REALISATION D'UN PROGRAMME DE TRIANGULATION AUTOMATIQUE POUR UNE FAMILLE CONVENABLE D'OUVERTS BORNES. CALCUL ET SIMULATION D'ECOULEMENTS A L'AIDE D'ELEMENTS FINIS TRIANGULAIRES D'ORDRE 1. LE CALCUL DE L'ECOULEMENT COMPRESSIBLE EST RAMENE A LA RESOLUTION D'UNE SUITE DE PROBLEMES DE NEUMAN NON HOMOGENES A PARTIR DE L'ECOULEMENT INCOMPRESSIBLE. LE SYSTEME OBTENU EST RESOLU PAR UNE METHODE DE TYPE GAUSS PAR BLOCS. ESSAIS NUMERIQUES POUR UN PROFIL NACA 0012 ET UNE ELLIPSE DE CORDE 1
Author: Khaled Hadriche
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 160
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Author: Lionel Gamet
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 180
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Book Description
Les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles appliquées à des géométries cartésiennes et cylindriques, sont résolues numériquement à l'aide d'un code de calcul en volumes finis basé sur un schéma intérieur de macCormack du second ordre en temps et du quatrième ordre en espace. Des conditions aux limites non-réfléchissantes du type Thompson ou Giles sont appliquées aux frontières libres des domaines de calcul. la modélisation des échelles sous-mailles est effectuée à l'aide d'un modèle à fonction de structure. Le code de calcul ainsi défini est testé dans un premier temps sur divers types d'écoulements, comme des cas de décroissance de turbulence homogène isotrope, des zones de mélange spatiale (2D) et temporelles (3D), des jets ronds temporels (3D). Des comparaisons sont faites avec d'autres simulations, des études théoriques et des données expériementales. Une méthode intégralle de Kirchhoff, basée sur une simple intégrale sur une surface englobant les sources sonores du milieu fluide (lesquelles sont déterminées par une simulation directe ou des grandes échelles en champ proche) a été ensuite implémentée pour estimer le champ lointain de pression acoustqiue. La méthode est appliquée au calcul de bruits de jets, et les résultats sont comparés à des études expérimentales et à d'autres simulations.
