Optimisation des methodes de calculs d'ecoulements tourbillonnaires instationnaires

par FREDERIC HAUVILLE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de S. HUBERSON.

Soutenue en 1996

à Le Havre .


  • Résumé

    Nous etudions les ecoulements a l'aide des methodes de calcul decrivant le transport du tourbillon. Ces methodes sont basees sur une discretisation volumique des zones tourbillonnaires en particules que l'on suit dans leur mouvement. Ces dernieres portent un vecteur tourbillon qui evolue dans le temps en fonction des distorsions locales du champ de vitesse. Ces modelisations numeriques d'ecoulements tourbillonnaires instationnaires en formulation lagrangienne presentent la particularite d'etre bien adaptees a la description de phenomenes complexes, mais ont la reputation d'etre couteuses en temps de calcul. Le cadre general de cette these est l'amelioration de l'efficacite de ces methodes sous trois aspects: -decomposition lineaire/non lineaire. Les effets instationnaires sont decomposes en deux parties: la premiere correspondant aux mouvements moyens d'amplitude quelconque, la seconde correspondant a de petits mouvements haute frequence d'amplitude assez faible pour que leurs effets soient approches par une theorie lineaire. -approximation par domaine. L'amelioration du modele consiste a simplifier la description du sillage lointain, en traitant differemment l'evolution dans le temps, des particules eloignees des obstacles. -la programmation parallele. La vitesse d'une particule est evaluee par les interactions avec les autres particules. Afin d'eviter des communications longue distance entre les processeurs qui sont couteuses en temps, il est necessaire de modifier l'algorithme de calcul des vitesses, et de l'implementer judicieusement, afin de conserver la symetrie de la matrice des interactions de particules, par une permutation circulaire des donnees sur l'ensemble des processeurs, dans le schema maitre-esclave sous parallel virtual machine. Des applications concernant des problemes d'energie eoliens, soit sur des generateurs a helice (eolienne), soit sur les voiles de bateau pour l'interaction fluide/structure sont developpes


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  • Détails : 242 P.
  • Annexes : 71 REF.

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