Performances des modeles de turbulence au second ordre appliques a des configurations axisymetriques simulees par elements finis

par PASCAL DEBATY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de D. JEANDEL.

Soutenue en 1994

à l'ECL .

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  • Résumé

    L'etude de la modelisation des phenomenes physiques regissant un ecoulement turbulent incompressible est le principal objectif de ce travail. Les performances de divers modeles de turbulence en un point sont ici evaluees. Dans ce cadre d'approximation, le traitement statistique des equations de naviers-stokes engendre des moments inconnus d'ordre deux (tensions de reynolds). Deux approches de ces moments sont envisagees: relations a des proprietes locales de l'ecoulement (modele k-), equations constitutives (modeles au second ordre) dont plusieurs termes necessitent modelisation. En ce qui concerne les correlations entre la pression et les deformations, le modele quasi isotrope de launder, reece et rodi, et le modele d'isotropisation de la production sont ici utilises. L'approche numerique repose sur une discretisation en temps semi-implicite et sur une discretisation en elements finis de type p1/p1isop2. L'implementation est realisee en coordonnees cartesiennes bidimensionnelles et cylindriques. La geometrie est decomposee en elements triangulaires. En outre, les zones de proche paroi sont traitees a l'aide de lois d'equilibre, dans lesquelles des effets de la viscosite laminaire sont ici integres. Les simulations de jets libres ou en impact sur paroi, d'une marche, d'un ecoulement representatif de l'admission dans un moteur mettent en evidence la superiorite de la modelisation au second ordre, bien qu'encore imparfaite, sur le modele k-: meilleure description des mecanismes de production, de redistribution de l'energie entre les tensions de reynolds, des effets d'une paroi sur la turbulence cependant, la non universalite et quelques lacunes des modeles testes sont constatees. Ainsi, certaines fermetures peuvent etre ecartees. Des axes de recherche ou d'approfondissement de la modelisation de certains mecanismes physiques regissant la turbulence sont, de plus, definis


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Informations

  • Détails : 300 P.
  • Annexes : 160 REF.

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