Simulation numérique des écoulements de couche limite atmosphérique autour de structures bâties

Numerical simulation of atmospheric wind flows around buildings

• Auteur / Autrice : Eric Delboulbé
• Direction : Jacques Marcillat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale de mécanique, physique & modélisation (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Construction

Couche limite (météorologie)

Turbulence

Résumé

Cette etude est consacree a la simulation numerique des ecoulements atmospheriques se developpant autour de structures baties a l'aide du code storm (cfd2000) aux volumes finis et de modeles de turbulence du premier ordre. Une importante etude bibliographique a prealablement ete realisee afin d'evaluer les lois de profil propres aux ecoulements atmospheriques, pour les diverses variables dynamiques, thermiques et turbulentes, qui sont ensuite introduites dans les simulations sous forme de conditions limites d'entree. Un travail d'optimisation a ensuite effectue afin de quantifier l'influence de parametres numeriques tels que la taille du domaine de calcul et celle des mailles proches des parois des batiments etudies. Les premiers resultats presentes montrent la dependance des resultats des simulations vis a vis de la valeur du nombre de reynolds et de l'importance de la rugosite du sol terrestre autour du batiment. Les resultats de l'etude consacree a la modelisation turbulente, montrent que le choix d'une valeur de la constante c# voisine de 0. 02 pour la couche limite atmospherique doit etre repercute sur la valeur de la constante # (en raison de l'interdependance de toutes les constantes apparaissant dans le modele k - ). Cette etude confirme egalement le fait que l'utilisation du modele k - rng permet de resoudre en grande partie les problemes de surdiffusion du modele standard. La derniere etude concerne l'influence de la statification thermique de la couche limite atmospherique. La comparaison des simulations basees sur les differentes theories de similitude dans le cas stable montre que cette parametrisation n'engendre pas de differences significatives sur les ecoulements autour de batiments de hauteur inferieure a 40 m. Par contre il est demontre que l'intensite de la stratification thermique joue un role important sur la structure de l'ecoulement etudie.