Nouvelles approches dans la modelisation au second ordre de la turbulence en rotation

par VICTOR WIZMAN

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Claude Cambon.

Soutenue en 1996

à l'ECL .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les modelisations classiques au second ordre, pour lesquelles le deviateur du tenseur de reynolds constitue l'unique variable tensorielle dans le developpement des fermetures sont mise en defaut pour le probleme simple d'une turbulence homogene sans production turbulente en rotation en bloc. La description classique de l'anisotropie est insuffisante, et l'information cle necessaire pour capter les effets lineaires de la rotation est contenue dans deux tenseurs internes supplementaires. Un modele de turbulence susceptible de reproduire ces effets, et plus generalement le comportement dit de distorsion rapide se doit de transporter l'ensemble de ces quantites. La complexite d'une telle approche pour l'industriel a conduit a etudier des variantes simplifiees qui font l'objet principal de ce travail de these. En particulier, un modele de structure (w. C. Reynolds, stanford) s'est appuye sur un modele amont capable de reproduire le comportement de distorsion rapide, ou le champ turbulent global est reconstitue a partir de tourbillons elementaires compose de particules vehiculant un ensemble de proprietes. Cette approche a ete appliquee a la construction d'un modele original pour la partie lineaire des correlations pression-deformation. Ce modele fait intervenir des nouvelle variables, appelees variables de structure, pour lesquelles des equations de transport ont ete formulees. L'application du modele a de multiples cas severes dans le cadre de la distorsion rapide laisse des resultats tres prometteurs. L'extension du modele aux deformations lentes, via l'introduction de termes stochastiques aleatoires dans les equations regissant le mouvement des particules, montre cependant quelques lacunes dans la prise en compte des interactions entre les differentes echelles du mouvement. Le cadre plus general de la turbulence inhomogene requiert d'autre part une attention particuliere dans le traitement numerique reserve aux variables de structure, surtout dans le couplage avec l'operateur elliptique de relaxation pour l'extension du modele jusqu'aux zones de l'ecoulement de proche paroi.


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Informations

  • Détails : 236 P.
  • Annexes : 93 REF.

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