Étude de contraintes et qualification de modèles aux tensions de Reynolds

Constraints study and qualification of Reynolds stress models

• Auteur / Autrice : Laurent Flachard
• Direction : Bertrand Aupoix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Stabilité

Mécanique des fluides

Couche limite turbulente

Mots clés libres

Tensions de Reynolds

Résumé

Cette étude traite des prévisions des modèles de turbulence transportant directement le tenseur de Reynolds. Ces modèles sont appelés Reynolds Stress Model (RSM). Après avoir rappelé les bases de la modélisation RSM, les modèles sont étudiés dans des écoulements d'une complexité croissante. Ce mémoire commence ainsi par l'étude des modèles RSM en turbulence homogène, aborde ensuite les écoulements inhomogènes et s'achève par le cas de la couche limite soumise à un gradient de pression positif. En écoulement homogène et inhomogène, diverses configurations sont prises en compte. Les modèles sont qualifiés aussi bien analytiquement que numériquement. Le cas de la couche limite soumise à un gradient de pression positif présente un réel intérêt industriel en permettant de simuler le comportement de la couche limite avant son décollement. Certaines propriétés des couches limites sont d'abord identifiées. Par des analyses théoriques, chacune de ces propriétés est traduite en contrainte mathématique que la modélisation devra respecter. La pertinence de chaque théorie est ensuite démontrée numériquement. Ceci nous permet de qualifier les modèles sélectionnés. Une méthode d'obtention de modèle RSM vérifiant tous les comportements physiques est alors mise en place. Elle débouche sur un modèle simple donnant de bons résultats sur la diversité des écoulements étudiés.