MODELISATION DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ETUDE DU CHARGEMENT AERODYNAMIQUE DES STRUCTURES SOUMISES AUX EFFETS DU VENT

MODELISATION DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ETUDE DU CHARGEMENT AERODYNAMIQUE DES STRUCTURES SOUMISES AUX EFFETS DU VENT PDF Author: Grégory Turbelin
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Languages : fr
Pages : 189

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L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL DE THESE EST DE MODELISER NUMERIQUEMENT LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE AFIN D'ETUDIER L'ACTION AERODYNAMIQUE DU VENT SUR LES OUVRAGES DE GENIE CIVIL. L'ANALYSE DEVELOPPEE EST BIDIMENSIONNELLE ET DOIT PERMETTRE D'IDENTIFIER LES PRINCIPAUX MECANISMES QUI INTERVIENNENT LORSQUE LE VENT ABORDE TRANSVERSALEMENT UNE STRUCTURE ELANCEE, NON PROFILEE. L'APPROCHE CONSISTE A ASSIMILER LE VENT A UN ECOULEMENT DE FLUIDE INCOMPRESSIBLE REGI, DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE, PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ET A REPRESENTER LA TURBULENCE A L'AIDE D'UN MODELE DU PREMIER ORDRE, DE TYPE K-EPSILON. LES PRINCIPAUX PARAMETRES PRIS EN COMPTE SONT LA RUGOSITE DES SOLS, LA TOPOGRAPHIE, LA PRESENCE D'OBSTACLES ET LE DEVELOPPEMENT DE GROSSES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES. LE PROBLEME EST TRAITE AVEC LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS CASTEM 2000, DANS LEQUEL DES PROCEDURES SPECIFIQUES, TELLES DES FONCTIONS DE PAROI RUGUEUSE, ONT ETE IMPLANTEES. DES CALCULS DE VALIDATION MONTRENT QUE LE MODELE K-EPSILON STANDARD EST INCAPABLE DE MODELISER DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES SUR DES SITES NON HOMOGENES, EN PRESENCE DE TOURBILLONS ORGANISES, ALORS QUE LE MODELE RNG K-EPSILON, PLUS ELABORE, EST ADAPTE A CE TYPE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. CE DERNIER MODELE EST DONC UTILISE POUR ETUDIER LES PHENOMENES RENCONTRES LORSQU'UNE RAFALE ABORDE UNE STRUCTURE ELANCEE. POUR CELA, LES FONCTIONS INDICIELLES DE L'EFFET RAFALE DE DIFFERENTES SECTIONS SONT CALCULEES. PLUSIEURS COMPORTEMENTS SONT IDENTIFIES. UNE RELATION EST ETABLIE ENTRE LA FORME DE CES FONCTIONS ET LA CREATION DE POCHES DE DECOLLEMENT OU DE GROSSES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES DANS LE SILLAGE DE L'OBSTACLE. DANS LE CAS DES SECTIONS NON PROFILEES, LES LIMITATIONS DE L'APPROCHE QUASI-STATIQUE SONT MISES EN EVIDENCE. DANS CE CAS, ON SUGGERE DE PRENDRE EN COMPTE LES EFFETS DE LA TURBULENCE GENEREE PAR LA STRUCTURE ELLE-MEME, AU TRAVERS DE FONCTIONS D'ADMITTANCE MODIFIEES.

MODELISATION DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ETUDE DU CHARGEMENT AERODYNAMIQUE DES STRUCTURES SOUMISES AUX EFFETS DU VENT

MODELISATION DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ETUDE DU CHARGEMENT AERODYNAMIQUE DES STRUCTURES SOUMISES AUX EFFETS DU VENT PDF Author: Grégory Turbelin
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L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL DE THESE EST DE MODELISER NUMERIQUEMENT LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE AFIN D'ETUDIER L'ACTION AERODYNAMIQUE DU VENT SUR LES OUVRAGES DE GENIE CIVIL. L'ANALYSE DEVELOPPEE EST BIDIMENSIONNELLE ET DOIT PERMETTRE D'IDENTIFIER LES PRINCIPAUX MECANISMES QUI INTERVIENNENT LORSQUE LE VENT ABORDE TRANSVERSALEMENT UNE STRUCTURE ELANCEE, NON PROFILEE. L'APPROCHE CONSISTE A ASSIMILER LE VENT A UN ECOULEMENT DE FLUIDE INCOMPRESSIBLE REGI, DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE, PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ET A REPRESENTER LA TURBULENCE A L'AIDE D'UN MODELE DU PREMIER ORDRE, DE TYPE K-EPSILON. LES PRINCIPAUX PARAMETRES PRIS EN COMPTE SONT LA RUGOSITE DES SOLS, LA TOPOGRAPHIE, LA PRESENCE D'OBSTACLES ET LE DEVELOPPEMENT DE GROSSES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES. LE PROBLEME EST TRAITE AVEC LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS CASTEM 2000, DANS LEQUEL DES PROCEDURES SPECIFIQUES, TELLES DES FONCTIONS DE PAROI RUGUEUSE, ONT ETE IMPLANTEES. DES CALCULS DE VALIDATION MONTRENT QUE LE MODELE K-EPSILON STANDARD EST INCAPABLE DE MODELISER DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES SUR DES SITES NON HOMOGENES, EN PRESENCE DE TOURBILLONS ORGANISES, ALORS QUE LE MODELE RNG K-EPSILON, PLUS ELABORE, EST ADAPTE A CE TYPE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. CE DERNIER MODELE EST DONC UTILISE POUR ETUDIER LES PHENOMENES RENCONTRES LORSQU'UNE RAFALE ABORDE UNE STRUCTURE ELANCEE. POUR CELA, LES FONCTIONS INDICIELLES DE L'EFFET RAFALE DE DIFFERENTES SECTIONS SONT CALCULEES. PLUSIEURS COMPORTEMENTS SONT IDENTIFIES. UNE RELATION EST ETABLIE ENTRE LA FORME DE CES FONCTIONS ET LA CREATION DE POCHES DE DECOLLEMENT OU DE GROSSES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES DANS LE SILLAGE DE L'OBSTACLE. DANS LE CAS DES SECTIONS NON PROFILEES, LES LIMITATIONS DE L'APPROCHE QUASI-STATIQUE SONT MISES EN EVIDENCE. DANS CE CAS, ON SUGGERE DE PRENDRE EN COMPTE LES EFFETS DE LA TURBULENCE GENEREE PAR LA STRUCTURE ELLE-MEME, AU TRAVERS DE FONCTIONS D'ADMITTANCE MODIFIEES.

Etude des effets du vent sur une structure supportée par l'air - étude expérimentale en tunnel aérodynamique

Etude des effets du vent sur une structure supportée par l'air - étude expérimentale en tunnel aérodynamique PDF Author: Régent Dickey
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Languages : fr
Pages : 386

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Turbulence Modelling Approaches

Turbulence Modelling Approaches PDF Author: Konstantin Volkov
Publisher: BoD – Books on Demand
ISBN: 9535133497
Category : Science
Languages : en
Pages : 252

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Accurate prediction of turbulent flows remains a challenging task despite considerable work in this area and the acceptance of CFD as a design tool. The quality of the CFD calculations of the flows in engineering applications strongly depends on the proper prediction of turbulence phenomena. Investigations of flow instability, heat transfer, skin friction, secondary flows, flow separation, and reattachment effects demand a reliable modelling and simulation of the turbulence, reliable methods, accurate programming, and robust working practices. The current scientific status of simulation of turbulent flows as well as some advances in computational techniques and practical applications of turbulence research is reviewed and considered in the book.

New Tools in Turbulence Modelling

New Tools in Turbulence Modelling PDF Author: Olivier Metais
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662089750
Category : Science
Languages : en
Pages : 312

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Numerical large-eddy simulation techniques are booming at present and will have a decisive impact on industrial modeling and flow control. The book represents the general framework in physical and spectral space. It also gives the recent subgrid-scale models. Topics treated include compressible turbulence research, turbulent combustion, acoustic predictions, vortex dynamics in non-trivial geometries, flows in nuclear reactors and problems in atmospheric and geophysical sciences. The book addresses numerical analysts, physicists, and engineers.

Analyse physique et modélisation d'écoulements instationnaires turbulents autour de structures portantes en aérodynamique externe

Analyse physique et modélisation d'écoulements instationnaires turbulents autour de structures portantes en aérodynamique externe PDF Author: Larissa Smaguina Laval
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Languages : fr
Pages : 372

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L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE TURBULENT AUTOUR DU PROFIL D'AILE A FORTE INCIDENCE EST ETUDIE PAR L'ANALYSE PHYSIQUE, SIMULATION NUMERIQUE, AINSI QUE PAR LA COMPARAISON AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES. L'APPROCHE DE MACROSIMULATION DE STRUCTURES ORGANISEES (OES, ORGANIZED EDDY SIMULATION ) EST ADOPTEE EN COUPLAGE AVEC LE MODELE DE TURBULENCE A DEUX EQUATIONS, DANS LE PRESENT TRAVAIL. UNE ETUDE DU CHOIX DU TRAITEMENT PARIETAL APPROPRIE EST EFFECTUEE AU SEIN DU MODELE DE TURBULENCE. UNE ANALYSE DETAILLEE DE LA DEPENDANCE DE LA SOLUTION VIS-A-VIS DE PARAMETRES NUMERIQUES, ET NOTAMMENT DE MAILLAGES EST PRESENTEE. L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE TURBULENT AUTOUR DU PROFIL D'AILE IMMOBILE A DES INCIDENCES DE 12, 14 ET 20 EST ETUDIE. L'INSTATIONNARITE NATURELLE DE L'ECOULEMENT EST PRISE EN COMPTE PAR L'APPROCHE DE MODELISATION DES STRUCTURES ORGANISEES. LE MODELE A DEUX EQUATIONS INCLUANT LE TRAITEMENT PARIETAL A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS BASE SUR LA FONCTION D'AMORTISSEMENT CHOISIE EST IMPLEMENTE SUR LE MAILLAGE APPROPRIE. L'AUGMENTATION DISCRETE DE L'INCIDENCE PERMET L'OBSERVATION DE L'EVOLUTION DU DECOLLEMENT DE LA COUCHE LIMITE, AINSI QUE L'APPARITION DE L'ALLEE TOURBILLONNAIRE ALTERNEE DE VON KARMAN ET DES TOURBILLONS DE KELVIN-HELMHOLTZ. L'ETUDE DU PROFIL OSCILLANT AUTOUR DE L'INCIDENCE MOYENNE DE 12 PERMET D'ESTIMER L'IMPACT DE L'INSTATIONNARITE FORCEE SUR L'ECOULEMENT AUTOUR DU PROFIL, AINSI QUE SON INTERACTION AVEC L'INSTATIONNARITE NATURELLE. DEUX TYPES D'OSCILLATIONS SONT CONSIDERES : LE MOUVEMENT DE TYPE TANGAGE ET LE MOUVEMENT COMBINE DE TAMIS/TANGAGE. L'APPARITION DU TOURBILLON DE DECROCHAGE ET LE PHENOMENE DE RELAMINARISATION SONT OBSERVES. CE DERNIER SE MANIFESTE PAR L'APPARITION DE BOUCLES D'HYSTERESIS SUR LES COURBES DES PARAMETRES AERODYNAMIQUES. LE MODELE DU PREMIER ORDRE A DEUX EQUATIONS PERMET UNE PREDICTION CORRECTE DES PHENOMENES PROPRES AUX ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES AUTOUR DE PROFILS D'AILE ET UN RELATIVEMENT BON ACCORD AVEC L'EXPERIENCE.

Computation and Comparison of Efficient Turbulence Models for Aeronautics — European Research Project ETMA

Computation and Comparison of Efficient Turbulence Models for Aeronautics — European Research Project ETMA PDF Author: Alain Dervieux
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3322898598
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 580

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This volume contains contributions to the BRITE-EURAM 3rd Framework Programme ETMA and extended articles of the TMA-Workshop. It focusses on turbulence modelling techniques suitable to use in typical flow configurations, with emphasis on compressibility effects and inherent unsteadiness. These methodologies are applied to the Navier-Stokes equations, involving various turbulence modelling levels from algebraic to RSM. Basic turbulent flows in aeronautics are considered; mixing layers, wall-flows (flat-plate, backward-facing step, ramp, bump), and more complex configurations (bump, aerofoil). A critical assessment of the turbulence modelling performances is offered, based on previous results and on the experimental data-base of this research programme. The ETMA results figure in the data-base constituted by all partners and organized by INRIA

REPONSE DYNAMIQUE DES STRUCTURES ELANCEES A LA TURBULENCE DU VENT

REPONSE DYNAMIQUE DES STRUCTURES ELANCEES A LA TURBULENCE DU VENT PDF Author: MUSTAPHA.. ATTOU
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Languages : fr
Pages : 158

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LE CALCUL NUMERIQUE, A DEFAUT D'UNE SOLUTION THEORIQUE, DE LA REPONSE DYNAMIQUE DES STRUCTURES ELANCEES A LA TURBULENCE DU VENT, EST UN ATOUT ESSENTIEL POUR COMPLETER LES RESULTATS OBTENUS PAR ESSAIS EN SOUFFLERIE. IL PERMET EN EFFET DES ESTIMATIONS RAPIDES ET DES ETUDES PARAMETRIQUES AVANT ESSAIS EVENTUELS. IL PEUT MEME, DANS CERTAINS CAS, SE SUBSTITUER AUX ESSAIS QUAND CEUX-CI SONT TRES DIFFICILES, VOIRE IMPOSSIBLE A REALISER EN SOUFFLERIE. C'EST DANS CE CONTEXTE QUE SE SITUE NOTRE TRAVAIL. LA DETERMINATION DE LA REPONSE DYNAMIQUE D'UNE STRUCTURE ELANCEE A LA TURBULENCE DU VENT EST SUBORDONNEE A LA CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DE LA STRUCTURE, AINSI QU'A LA CONNAISSANCE DES ACTIONS INDUITES PAR LA TURBULENCE DU VENT. IL EN RESULTE LA NECESSITE D'UNE MODELISATION STRUCTURELLE ET D'UNE MODELISATION DES FORCES AERODYNAMIQUES. UN LOGICIEL MODULAIRE DE CALCUL NOMME DYCAST (DYNAMIC CALCULATION OF STRUCTURE TO WIND TURBULENCE) A ETE DEVELOPPE. LE PREMIER MODULE FOURNIT LA REPONSE AUX ACTIONS DU VENT MOYEN (CAS DE CHARGES STATIQUES) AINSI QUE LES CARACTERISTIQUES MODALES DE LA STRUCTURE ETUDIEE, NOTAMMENT LES DEFORMEES INDISPENSABLES POUR LE CALCUL DE LA REPONSE DYNAMIQUE PAR ANALYSE SPECTRALE. LE DEUXIEME MODULE CALCULE LA REPONSE DES STRUCTURES ELANCEES EN UTILISANT L'APPROCHE SPECTRALE. LE TROISIEME MODULE ABORDE LA REPONSE TEMPORELLE DES STRUCTURES; LA TURBULENCE DU VENT, PHENOMENE QUI EST A L'ORIGINE DE L'EXCITATION, EST SIMULEE NUMERIQUEMENT AUPARAVANT. LES DIFFERENTS MODULES DE CALCUL DU LOGICIEL DYCAST ECRIT EN FORTRAN 77, ONT ETE APPLIQUES A DES STRUCTURES COMPLEXES QUI AVAIENT FAIT L'OBJET D'ETUDES EN SOUFFLERIE ATMOSPHERIQUE DU CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DU BATIMENT A NANTES. LES RESULTATS DES CALCULS NUMERIQUES ONT ETE VALIDES PAR LES MESURES EXPERIMENTALES

Engineering Turbulence Modelling and Experiments 6

Engineering Turbulence Modelling and Experiments 6 PDF Author: Wolfgang Rodi
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080530958
Category : Science
Languages : en
Pages : 1011

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Proceedings of the world renowned ERCOFTAC (International Symposium on Engineering Turbulence Modelling and Measurements).The proceedings include papers dealing with the following areas of turbulence:·Eddy-viscosity and second-order RANS models ·Direct and large-eddy simulations and deductions for conventional modelling ·Measurement and visualization techniques, experimental studies ·Turbulence control ·Transition and effects of curvature, rotation and buoyancy on turbulence ·Aero-acoustics ·Heat and mass transfer and chemically reacting flows ·Compressible flows, shock phenomena ·Two-phase flows ·Applications in aerospace engineering, turbomachinery and reciprocating engines, industrial aerodynamics and wind engineering, and selected chemical engineering problems Turbulence remains one of the key issues in tackling engineering flow problems. These problems are solved more and more by CFD analysis, the reliability of which depends strongly on the performance of the turbulence models employed. Successful simulation of turbulence requires the understanding of the complex physical phenomena involved and suitable models for describing the turbulent momentum, heat and mass transfer. For the understanding of turbulence phenomena, experiments are indispensable, but they are equally important for providing data for the development and testing of turbulence models and hence for CFD software validation. As in other fields of Science, in the rapidly developing discipline of turbulence, swift progress can be achieved only by keeping up to date with recent advances all over the world and by exchanging ideas with colleagues active in related fields.

Turbulence bidimensionnelle et convection thermique

Turbulence bidimensionnelle et convection thermique PDF Author: Fanny Seychelles
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Languages : fr
Pages : 0

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L'hydrodynamique à deux dimensions est d'un intérêt majeur pour la compréhension des phénomènes atmosphériques divers comme la formation de structures tels les cyclones ou les ouragans. La convection thermique comme moteur est probablement essentielle. Depuis quelques années déjà, les films de savon représentent un outil idéal dans le cadre de l'étude de la turbulence à deux dimensions. Le sujet de cette thèse est l'étude de la convection thermique dans une demi-bulle de savon. Le gradient thermique entre l'équateur et le pôle en- gendre une turbulence autour de l'équateur et donne naissance à des struc- tures tourbillonnaires uniques de grandes tailles proches du pôle. Ces tour- billons évoluent de manière aléatoire à la surface de la demi-bulle. Je me suis donc intéressée à la caractérisation du mouvement de ces structures. L'étude du déplacement quadratique moyen du centre du tourbillon montre une loi d'échelle qui illustre un comportement super-di?usif. Au-delà d'une analogie qualitative de nos vortex avec les structures de grandes échelles tels les cy- clones, nous avons mis en évidence une dynamique identique à nos tourbillons pour les ouragans et cyclones, à savoir un comportement super-di?usif. Une étude de la turbulence engendrée par la convection thermique a éga- lement été réalisée. Plus particulièrement, nous avons étudié les ?uctuations d'épaisseur mais aussi du champ de vitesse et de température. En ce qui concerne l'épaisseur, les résultats obtenus sont en accord avec la théorie concernant la turbulence strati?ée. Parallèlement, la température présente une transition étonnante d'un comportement intermittent pour les gradients de température faible, à un comportement non intermittent lorsque l'on accroît le gradient de tempéra- ture. Cette dynamique est corrélée avec celle du champ de vitesse qui montre également cette transition.

Vibrations des structures couplées avec le vent

Vibrations des structures couplées avec le vent PDF Author: Pascal Hémon
Publisher: Editions Ecole Polytechnique
ISBN: 9782730213325
Category : Aeroelasticity
Languages : fr
Pages : 148

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