Simulation numérique d'écoulements turbulents compressibles et stationnaires par méthodes multigrilles PDF Download
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Author: Gilles Carré
Publisher:
ISBN: 9782726109724
Category :
Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
LES METHODES NUMERIQUES CLASSIQUES, BIEN QUE ROBUSTES ET EFFICACES, PEUVENT DEVENIR COUTEUSES LORS DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. L'OBJET DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT DE DIFFERENTES APPROCHES DE TYPE MULTIGRILLE POUR ACCELERER LE CALCUL DES SOLUTIONS STATIONNAIRES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES. ON COMMENCE PAR UN BREF RAPPEL DES PRINCIPES DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE ET DE LA METHODE NUMERIQUE ADOPTEE (FORMULATION MIXTE VOLUMES FINIS - ELEMENTS FINIS), PUIS ON DEVELOPPE UNE METHODE MULTIGRILLE LINEAIRE PAR AGGLOMERATION DE VOLUMES. CETTE METHODE PSEUDO-INSTATIONNAIRE EST APPLIQUEE A LA RESOLUTION D'ECOULEMENTS COMPLEXES BIDIMENSIONNELS ET MONTRE UNE BONNE EFFICACITE MEME POUR DES GEOMETRIES DE TYPE INDUSTRIEL (STATO-REACTEUR). DANS UNE SECONDE APPROCHE STATIONNAIRE, ON RESOUD LES EQUATIONS INITIALES SUR LES DIFFERENTS NIVEAUX. ELLE PERMET DE S'AFFRANCHIR DE CERTAINES LIMITATIONS SUR LE PAS DE TEMPS, CARACTERISTIQUES DE LA PHASE INITIALE DES METHODES PSEUDO-INSTATIONNAIRES. CES DEUX ALGORITHMES MULTIGRILLES SONT COMPARES AU TRAVERS D'APPLICATIONS CARACTERISTIQUES (COUCHE DE MELANGE, PROFIL D'AILE,). LA TROISIEME APPROCHE, S'INSPIRANT DE L'ALGORITHME STATIONNAIRE PRECEDENT CONSISTE A INITIALISER LE CALCUL A PARTIR D'UNE SOLUTION OBTENUE SUR UNE DISCRETISATION PLUS GROSSIERE. CETTE DERNIERE METHODE SE REVELE PLUS EFFICACE QUE LES PRECEDENTES ET TOUT AUSSI BIEN ADAPTEE AUX CALCULS COMPLEXES INDUSTRIELS
Author: Gilles Carré
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ISBN: 9782726109724
Category :
Languages : fr
Pages : 240
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LES METHODES NUMERIQUES CLASSIQUES, BIEN QUE ROBUSTES ET EFFICACES, PEUVENT DEVENIR COUTEUSES LORS DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. L'OBJET DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT DE DIFFERENTES APPROCHES DE TYPE MULTIGRILLE POUR ACCELERER LE CALCUL DES SOLUTIONS STATIONNAIRES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES MOYENNEES. ON COMMENCE PAR UN BREF RAPPEL DES PRINCIPES DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE ET DE LA METHODE NUMERIQUE ADOPTEE (FORMULATION MIXTE VOLUMES FINIS - ELEMENTS FINIS), PUIS ON DEVELOPPE UNE METHODE MULTIGRILLE LINEAIRE PAR AGGLOMERATION DE VOLUMES. CETTE METHODE PSEUDO-INSTATIONNAIRE EST APPLIQUEE A LA RESOLUTION D'ECOULEMENTS COMPLEXES BIDIMENSIONNELS ET MONTRE UNE BONNE EFFICACITE MEME POUR DES GEOMETRIES DE TYPE INDUSTRIEL (STATO-REACTEUR). DANS UNE SECONDE APPROCHE STATIONNAIRE, ON RESOUD LES EQUATIONS INITIALES SUR LES DIFFERENTS NIVEAUX. ELLE PERMET DE S'AFFRANCHIR DE CERTAINES LIMITATIONS SUR LE PAS DE TEMPS, CARACTERISTIQUES DE LA PHASE INITIALE DES METHODES PSEUDO-INSTATIONNAIRES. CES DEUX ALGORITHMES MULTIGRILLES SONT COMPARES AU TRAVERS D'APPLICATIONS CARACTERISTIQUES (COUCHE DE MELANGE, PROFIL D'AILE,). LA TROISIEME APPROCHE, S'INSPIRANT DE L'ALGORITHME STATIONNAIRE PRECEDENT CONSISTE A INITIALISER LE CALCUL A PARTIR D'UNE SOLUTION OBTENUE SUR UNE DISCRETISATION PLUS GROSSIERE. CETTE DERNIERE METHODE SE REVELE PLUS EFFICACE QUE LES PRECEDENTES ET TOUT AUSSI BIEN ADAPTEE AUX CALCULS COMPLEXES INDUSTRIELS
Author: Gilles Carré
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Author: Jean-Antoine Désidéri
Publisher:
ISBN:
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 320
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Volume 2 of this significant work presents previously unpublished cutting-edge lectures from the Third French-Russian Workshop on Fluid Dynamics held in Tashkent in April 1995. Reflecting the Workshop?s main themes, this book particularly focuses on: expermental investigation of unsteady separated flow, 3D configurations, laminar and transitional flows, turbulent shock, shock interaction in hypersonic flow, pressure pulsation in separated flows and jets and high enthalpy flows using wind tunnels. modeling of free surface flows, natural gas combustion, vortical gas flows and acoustic processes in complex channels, non-equilibrium hypersonic viscous flows, wall law for fluids and compressible fluid jets with vortex zones. theoretical predictions of aerodynamic performances with analyses of supersonic combustion, detonation, and sumulation of reactive mixing layer. solution methods for quasilinear parabolic equations and other calculations including incompressible Navier Stokes equations and parabolic equations by Monte-Carlo methods. numerical algorithms for the simulation of atmospheric gas dynamics, kinetic schemes for viscous gas dynamic flows and evolutionary algorithms for complex optimization problems. This book will be of particular interest to all engineers and research scientists in Fluid Dynamics, Aeronautics, Aerospace and Mechanical or Applied Mathematics.
Author: JEROME.. FRANCESCATTO
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 297
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE COMPORTE DEUX ASPECTS : ETUDE DE MODELES DE TURBULENCE POUR LE CALCUL D'ECOULEMENTS JUSQU'A LA PAROI ET MISE AU POINT DE SOLVEURS IMPLICITES EFFICACES POUR RESOUDRE CES ECOULEMENTS. POUR LE PREMIER ASPECT, NOUS AVONS ETUDIE DEUX TYPES DE MODELISATION. LA PREMIERE, APPELEE MODELE A BAS-REYNOLDS, FAIT INTERVENIR DIVERSES FONCTIONS DE CORRECTIONS ET D'AMORTISSEMENT DANS LE MODELE - DE JONES-LAUNDER. LA SECONDE, APPELEE MODELE BI-COUCHE, CONSISTE A CALCULER LOIN DE LA PAROI LE MODELE - ET DE DETERMINER DANS LA ZONE RESTANTE, LA VISCOSITE TURBULENTE ET LA DISSIPATION DE LA TURBULENCE A PARTIR DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE CALCULEE ET DE DEUX ECHELLES DE LONGUEUR. NOUS AVONS CHOISI LE MODELE BI-COUCHE POUR LES CALCULS D'ECOULEMENTS STATIONNAIRES ET INSTATIONNAIRES. LE DEUXIEME ASPECT CONSISTE A METTRE AU POINT UNE METHODE MULTIGRILLE PRENANT EN COMPTE L'ETIREMENT DU MAILLAGE AFIN DE RESOUDRE CES ECOULEMENTS. NOUS AVONS ELABORE UN ALGORITHME DE CONSTRUCTION AUTOMATIQUE DE GRILLES GROSSIERES PAR AGGLOMERATION DIRECTIONNELLE. CETTE NOUVELLE METHODE A PERMIS DE CALCULER UN GRAND NOMBRE D'ECOULEMENTS AERODYNAMIQUES DE MANIERE BEAUCOUP PLUS EFFICACE QUE LES METHODES TRADITIONNELLES. L'ALGORITHME MULTIGRILLE A ETE ENSUITE INTRODUIT DANS DES SCHEMAS IMPLICITES PRECIS AU SECOND ORDRE EN TEMPS ET EN ESPACE POUR LE CALCUL D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES. ENFIN, NOUS AVONS MIS AU POINT UNE NOUVELLE METHODE MULTIGRILLE FAS APPLICABLE A DES APPROXIMATIONS DE TYPE GALERKIN/MOINDRES-CARRES.
Author: Patrice Loisel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 11
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Author: Bruno Koobus
Publisher:
ISBN: 9782726109236
Category :
Languages : en
Pages : 150
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DANS CETTE THESE, SONT PRESENTES D'UNE PART DES TRAVAUX RELATIFS A DES ALGORITHMES MULTIGRILLE, ET D'AUTRE PART UNE ETUDE D'UN SCHEMA IMPLICITE POUR LE CALCUL D'ECOULEMENTS TURBULENTS. DANS LA PREMIERE PARTIE, ON PROPOSE D'ABORD UNE METHODE MULTIGRILLE PAR AGGLOMERATION DE VOLUMES FINIS POUR LA RESOLUTION D'EQUATIONS DE TYPE ADVECTION-DIFFUSION SUR DES MAILLAGES NON STRUCTURES. CET ALGORITHME MULTIGRILLE EST ENSUITE ETENDU A DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPRESSIBLES SIMPLIFIEES. UN SCHEMA IMPLICITE LINEARISE EST UTILISE POUR L'AVANCEMENT EN TEMPS ET ON ETUDIE LA RESOLUTION DU SYSTEME LINEAIRE PAR MULTIGRILLE AGGLOMERE. UNE ANALYSE ABSTRAITE D'UN SOLVEUR MULTIGRILLE PARALLELE FONDE SUR UNE DECOMPOSITION DU RESIDU EST ENSUITE PRESENTEE. ON DONNE UNE PREUVE DE CONVERGENCE FONDEE SUR UNE PROPRIETE DE LISSAGE ET UNE PROPRIETE D'APPROXIMATION. DANS CETTE APPROCHE, UN FILTRAGE DE LA CORRECTION EST EFFECTUE SUR LE NIVEAU FIN. DANS UNE SECONDE PARTIE, UNE REVUE DES PRINCIPAUX MODELES DE TURBULENCE EST D'ABORD PROPOSEE. ON PRESENTE ENSUITE UNE METHODE NUMERIQUE QUI COMBINE UNE APPROXIMATION MIXTE ELEMENTS FINIS/VOLUMES FINIS POUR DES MAILLAGES NON STRUCTURES, AVEC UN SCHEMA IMPLICITE LINEARISE POUR L'AVANCEMENT EN TEMPS. L'IMPLICITATION DU TERME SOURCE A FAIT L'OBJET D'UNE ATTENTION PARTICULIERE. LES MODELES DE TURBULENCE UTILISES SONT DES MODELES A DEUX EQUATIONS K- BAS REYNOLDS. DES CALCULS ONT ETE REALISES POUR LE CAS D'UN ECOULEMENT SUBSONIQUE DE CONDUITE ET UN ECOULEMENT SUPERSONIQUE DE PLAQUE PLANE
Author: Vincent Gleize
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Category :
Languages : fr
Pages : 317
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Ce mémoire relate un travail consacré à la modélisation de la turbulence à l'aide de modèles multi-échelles. Dans cette étude un modèle multi-échelles énergie/flux spectral à deux niveaux a été développé et validé dans le cadre des écoulements compressibles sur des configurations d'interactions onde de choc/couche limite turbulente. Les deux premiers chapitres sont destinés à présenter le principe des échelles multiples et situent le modèle multi-échelles par rapport aux autres modèles en un point classique en mettant en avant les faiblesses inhérentes au principe de l'échelle unique. Les chapitres 3 et 4 sont consacrés au développement général des équations de transport multi-échelles pour des fluides incompressibles dans des écoulements à fort nombre de Reynolds de la turbulence. Le chapitre 5 traite des extensions des modèles multi-échelles aux écoulements à masse volumique moyenne variable et pour les régions à faible nombre de Reynolds de la turbulence. Les chapitres 6 et 7 traitent des méthodes numériques utilisées dans cette étude et de la mise en œuvre du modèle multi-échelles ainsi que d'un modèle k-epsilon de Jones et Launder, dans des codes de calculs utilisant l'approche volumes finis. Les résultats obtenus sur des configurations bidimensionnelles et tridimensionnelles d'interaction onde de choc/couche limite sont présentés dans les chapitres 8 et 9. L'analyse de ces résultats permet d'obtenir des informations intéressantes sur le comportement spectral de la turbulence. Les comparaisons effectuées avec les données expérimentales et avec le modèle k-epsilon de Jones et Launder mettent en évidence les nettes améliorations apportées par le modèle multi-échelles notamment dans les régions d'interaction ou l'écoulement est soumis à un fort déséquilibre spectral
Author: Paola Cinnella
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 199
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DANS CETTE ETUDE, UNE METHODE NUMERIQUE DE HAUTE PRECISION EST MISE AU POINT POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS COMPRESSIBLES INSTATIONNAIRES TURBULENTS EN AERODYNAMIQUE. UN SCHEMA CENTRE A CINQ POINTS, PRECIS A L'ORDRE TROIS POUR LES EQUATIONS D'EULER, A ETE CONSTRUIT EN CORRIGEANT L'ERREUR DISPERSIVE DU SCHEMA CLASSIQUE D'ORDRE DEUX DE JAMESON. CE SCHEMA A ETE ENSUITE ETENDU AUX MAILLAGES CURVILIGNES BI- ET TRIDIMENSIONNELS PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS DE HAUTE PRECISION. LE FLUX NUMERIQUE EST CONSTRUIT A L'AIDE D'OPERATEURS DE DISCRETISATION PONDERES, QUI PERMETTENT DE TENIR COMPTE DES DEFORMATIONS DU MAILLAGE. LE SCHEMA OBTENU EST PRECIS A L'ORDRE TROIS SUR DES MAILLAGES MOYENNEMENT DEFORMES ET A L'ORDRE DEUX SUR DES MAILLAGES TRES DEFORMES. LA METHODE DEVELOPPEE A ETE ETENDUE AUX EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN TRAITANT LES TERMES VISQUEUX DE FACON SIMPLE. LE SCHEMA PROPOSE A ETE PROGRAMME DANS UN CODE INDUSTRIEL ET IL A ETE VALIDE PAR DES COMPARAISONS SYSTEMATIQUES AVEC LE SCHEMA DE JAMESON, PROGRAMME DANS LE MEME CODE : LE SCHEMA DE HAUTE PRECISION PERMET DE REDUIRE DE FACON SIGNIFICATIVE L'ERREUR NUMERIQUE AU BORD D'ATTAQUE DE PROFILS ET D'AILES. ENSUITE, LE NOUVEAU SCHEMA A ETE APPLIQUE A L'ETUDE D'ECOULEMENTS AUTOUR DE PROFILS OSCILLANTS, MODELISANT UNE SECTION DE PALE DE ROTOR D'HELICOPTERE EN VOL D'AVANCEMENT. UN PROBLEME DIFFICILE DE DECROCHAGE DU A L'INTERACTION CHOC/COUCHE LIMITE SUR UN PROFIL OSCILLANT EN REGIME TRANSSONIQUE VIENT DEMONTRER LA NECESSITE DE SCHEMAS DE HAUTE PRECISION POUR LA SIMULATION D'ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES COMPLEXES. IN FINE, LE NOUVEAU SCHEMA EST APPLIQUE A L'ETUDE DU DECROCHAGE DYNAMIQUE PROFOND D'UN PROFIL OSCILLANT A TRES GRANDE INCIDENCE. POUR CHAQUE APPLICATION, LES INFLUENCES DU MODELE DE TURBULENCE, DU MAILLAGE DE CALCUL ET DE L'ORDRE DE PRECISION DU SCHEMA SONT DISCUTEES.
Author: François Bouchon
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 180
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CETTE THESE SE PROPOSE D'ETUDIER L'UTILISATION DE METHODES SPECTRALES MULTI-NIVEAUX DANS LE CADRE DE LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS TURBULENTS INCOMPRESSIBLES 3D. APRES AVOIR PRESENTE DES GENERALITES SUR LES METHODES SPECTRALES ET JUSTIFIE LEUR UTILISATION DANS LE CONTEXTE DE LA TURBULENCE, ON DECRIT LA PHYSIQUE DES ECOULEMENTS ETUDIES. LES ECOULEMENTS PERIODIQUES ET LE PROBLEME DE L'ECOULEMENT DANS UN CANAL SONT DETAILLES, AINSI QUE LES ENJEUX ET LES OBJECTIFS DES SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES (DNS : DIRECT NUMERICAL SIMULATIONS) ET DES SIMULATIONS DES GRANDES ECHELLES (LES : LARGE EDDY SIMULATION). POUR CE DERNIER TYPE DE SIMULATION, ON EXPOSE QUELQUES MODELES DEVELOPPES CES DERNIERES ANNEES, DONT CERTAINS NOUS SERVIRONT DE TESTS DE REFERENCE PAR LA SUITE. NOUS PRESENTONS ENSUITE QUELQUES RESULTATS MATHEMATIQUES SUR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES, CONCERNANT LE POINT DE VUE DES SYSTEMES DYNAMIQUES, QUI JUSTIFIENT L'EMPLOI DE METHODES MULTI-NIVEAUX. ENFIN, ON PROPOSE DEUX APPLICATIONS UTILISANT CES IDEES. LA PREMIERE EST UN MODELE DE SIMULATION DES GRANDES ECHELLES DANS LE CONTEXTE PERIODIQUE. ON PRESENTE LES DIFFERENTES ETAPES QUI NOUS ONT CONDUITS A L'ELABORATION DE CE MODELE, ET PRINCIPALEMENT L'ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE LES DIFFERENTES ECHELLES EN TURBULENCE HOMOGENE. DES RESULTATS NUMERIQUES VALIDENT FINALEMENT CE MODELE ; TOUTES LES QUANTITES STATISTIQUES LIEES AUX GRANDES ECHELLES ETANT RETROUVEES AVEC UNE PRECISION AU MOINS EQUIVALENTE A CELLE OBTENUE AVEC LES MODELES DYNAMIQUES. CES RESULTATS NUMERIQUES CONCERNENT DIFFERENTS TYPES D'ECOULEMENTS PERIODIQUES : ECOULEMENTS PERIODIQUES FORCES, ECOULEMENTS D'EULER ET TURBULENCE DECROISSANTE. ENFIN, ON PROPOSE UNE DEUXIEME APPLICATION DES METHODES MULTI-NIVEAUX, DANS LE CONTEXTE NON-PERIODIQUE. DANS UN PREMIER TEMPS, ON PRESENTE LES RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS DANS LE CADRE DE L'EQUATION DE BURGERS 1D, AVANT DE CONCLURE EN DETAILLANT L'IMPLEMENTATION DANS LA DIRECTION NORMALE AUX PAROIS DU CANAL 3D.
Author: Christelle Wervaecke
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Cette thèse a pour objectif la simulation numérique d'écoulements turbulents à l'aide d'un schéma d'éléments finis stabilisés. La méthode SUPG (Streamline Upwind Petrov Galerkin) est mise en place pour résoudre les équations de Navier-Stokes compressibles couplées au modèle turbulent de Spalart-Allmaras.
