Methodes d'ordre eleve appliquees au calcul d'ecoulements de fluides compressibles PDF Download
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Author: Bernadette Pernaud-Thomas
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Bernadette Pernaud-Thomas
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Claudio Canuto
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3642841082
Category : Science
Languages : en
Pages : 582
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This is a book about spectral methods for partial differential equations: when to use them, how to implement them, and what can be learned from their of spectral methods has evolved rigorous theory. The computational side vigorously since the early 1970s, especially in computationally intensive of the more spectacular applications are applications in fluid dynamics. Some of the power of these discussed here, first in general terms as examples of the methods have been methods and later in great detail after the specifics covered. This book pays special attention to those algorithmic details which are essential to successful implementation of spectral methods. The focus is on algorithms for fluid dynamical problems in transition, turbulence, and aero dynamics. This book does not address specific applications in meteorology, partly because of the lack of experience of the authors in this field and partly because of the coverage provided by Haltiner and Williams (1980). The success of spectral methods in practical computations has led to an increasing interest in their theoretical aspects, especially since the mid-1970s. Although the theory does not yet cover the complete spectrum of applications, the analytical techniques which have been developed in recent years have facilitated the examination of an increasing number of problems of practical interest. In this book we present a unified theory of the mathematical analysis of spectral methods and apply it to many of the algorithms in current use.
Author: Marie-Pierre Dainese
Publisher:
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Category :
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: C. Canuto
Publisher:
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 592
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Author: Pierre-Louis Viollet
Publisher: Presses des Ponts
ISBN: 2859783725
Category : Fluid dynamics
Languages : fr
Pages : 766
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Author: Pierre Saramito
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 186
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NOUS CONSIDERONS LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS DE FLUIDES VISCOELASTIQUES. DEVELOPPANT UNE APPROXIMATION EN TEMPS PAR LA METHODE DES DIRECTIONS ALTERNEES, NOUS PROPOSONS UN ALGORITHME ENTIEREMENT NOUVEAU PERMETTANT DE DECOUPLER LE CALCUL DES CONTRAINTES DE CELUI DES VITESSES. D'ORDRE DEUX EN TEMPS, CETTE METHODE PERMET DE PLUS LE CALCUL RAPIDE DES SOLUTIONS STATIONNAIRES. L'ELEMENT A DIVERGENCE NULLE DE THOMAS-RAVIART EST UTILISE POUR LES VITESSES, ET CELUI DE LESAINT-RAVIART POUR LES CONTRAINTES. LA METHODE EST APPLIQUEE AU PROBLEME DE L'ECOULEMENT DE FLUIDES DU TYPE OLDROYD DANS UNE CONTRACTION BRUSQUE (PROBLEME DE LA MARCHE)
Author: Du Xi
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Languages : fr
Pages : 156
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Un schéma compact de haute précision basé sur le résidu (RBC) a été développé au laboratoire SINUMEF pour la simulation numérique d'écoulements compressibles en maillages structurés. Certaines proriétés intéressantes font de ce schéma un bon choix pour les calculs d'écoulements compressibles. L'objectif de cette thèse est donc de développer un schéma basé sur le résidu (RB) en maillages non-structurés avec une précision d'ordre élevé. A cette fin, deux approches ont été explorées. La première est basé sur la méthode des volumes finies en non-structuré et conduit à un schéma basé sur le résidu appelé FV-RB. Le seconde approche s'appuie sur une nouvelle formulation spatiale dite volumes spectraux (SV) et mène au schéma SV-RB. Le schéma FV-RB a été développé à l'ordre 2 et 3. Avec cette version du schéma, de nombreux cas tests sont calculés: écoulement d'un fluide parfait et visqueux, subsonique, transonique et hypersonique, stationnaire et instationnaire, en 2D et en 3D. Une analyse de la précision et du coût de calcul est effectuée pour le schéma FV-RB. Dans la seconde approche, un schéma SV-RB est développé à l'ordre 2 et 3 pour résoudre le problème d'advection pure et les équations d'Euler. A travers quelques cas tests, une comparaison de la précision et l'efficacité est effectuée entre le schéma RB et un solveur de Riemman classique, et entre deux formulations du schéma RB développés ici.
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: CHRISTINE.. DE JOUETTE CALM
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Languages : fr
Pages : 299
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UNE METHODE DE PSEUDO-COMPRESSIBILITE EST DEVELOPPEE POUR RESOUDRE LES EQUATIONS STATIONNAIRES D'EULER OU DE NAVIER-STOKES DE FLUIDE INCOMPRESSIBLE. PLUSIEURS FORMULATIONS PSEUDO-INSTATIONNAIRES CONSERVATIVES, CONDUISANT A DES SYSTEMES HYPERBOLIQUES DANS LE CAS DE FLUIDES NON VISQUEUX, ONT ETE ETUDIEES ET LEURS PERFORMANCES COMPAREES SUR DES CALCULS D'ECOULEMENTS AUTOUR DE PROFILS. LA METHODE DE RESOLUTION DU SYSTEME PSEUDO-INSTATIONNAIRE RETENU EST CARACTERISEE PAR UNE DISCRETISATION CENTREE EN ESPACE, DE TYPE VOLUMES FINIS, DES TERMES DE VISCOSITE ARTIFICIELLE, UN SCHEMA DE RUNGE-KUTTA APPLIQUE AU PSEUDO-TEMPS. CETTE METHODE EST ENSUITE ETENDUE AU CALCUL D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES, EN PRESENCE D'UNE SURFACE LIBRE. UNE METHODE DE DEFORMATION DE MAILLAGE, BASEE SUR UNE FONCTION HAUTEUR, PERMET UN SUIVI NON LINEAIRE DE CETTE SURFACE. LE CARACTERE HYPERBOLIQUE DU SYSTEME PSEUDO-INSTATIONNAIRE AUTORISE UN TRAITEMENT DES FRONTIERES DU DOMAINE DE CALCUL AU MOYEN DES RELATIONS DE COMPATIBILITE QUE L'ON COMPLETE PAR DIFFERENTES CONDITIONS AUX LIMITES. UN CODE DE CALCUL A ETE CONCU POUR ETUDIER DES ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS, MAIS SA VALIDATION NE CONCERNE QUE DES APPLICATIONS BIDIMENSIONNELLES
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
