Acceleration de la convergence vers une solution stationnaire des calculs en aerothermique

par JEAN-ROCH JULIEN

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Rachid Touzani.

Soutenue en 1997

à Clermont-Ferrand 2 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objet de cette these concerne le developpement de algorithmes nouveaux dans le code de resolution des equations de navier-stokes mathilda, dans le but d'ameliorer les taux de convergence vers la solution stationnaire dans les configurations de circuits internes de turbomachines. Pour se faire, ont ete analysees dans un premier temps les raisons pour lesquelles il est parfois difficile d'obtenir une solution stationnaire dans les geometries complexes de turbomachines. Une liste de methodes efficaces pouvant pallier ces difficultes a ete dressee. Les techniques de lissage des residus et de diagonalisation ont alors ete etudiees afin de reduire le nombre d'operations dans l'etape implicite du code. Une methode plus simple a ensuite ete mise au point : le pas de temps local. Son originalite reside dans l'utilisation de non seulement les contributions convectives et diffusives du fluide, mais aussi des frequences d'energie turbulente calculees grace au modele k - l. Des tests numeriques bi- et tridimensionnels montrent son efficacite. Afin de reduire les effets de la presence du pas de temps limite optimum de convergence du a la mauvaise dissipation des basses frequences, des methodes iteratives ont ete egalement etudiees. Finalement, c'est la technique multigrille qui a ete implantee afin d'evacuer rapidement les erreurs hors du domaine de calcul. Elle utilise la methode classique de jameson avec cycle en v ou w. Mais une nouvelle procedure peut supprimer les grilles grossieres si les basses frequences ne sont plus correctement dissipees ou ramenees vers les grilles fines. Cette operation peut s'effectuer grace a une fonction qui calcule le niveau de convergence de la solution grace a la conservativite des flux. De plus, cet algorithme multigrille adaptatif est parfaitement relie a une nouvelle strategie multidomaine qui prend en compte les recouvrements. Ainsi, les termes sources multidomaines sont annules sur les grilles grossieres afin que seule la grille fine dirige la solution pendant les calculs. Des tests numeriques bi- et tridimensionnels confirment l'efficacite de cette methode duale. Ainsi, grace aux methodes multigrilles et au pas de temps local, 75% de temps cpu peuvent etre economises lors du calcul des ecoulements dans des geometries complexes.

  • Titre traduit

    Convergence acceleration of navier-stokes computations


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Informations

  • Détails : 339 P.
  • Annexes : 150 REF.

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  • Bibliothèque : Université Clermont Auvergne (Aubière). Bibliothèque Sciences, Technologies et Staps.
  • Disponible pour le PEB
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