Simulation des grandes echelles de la turbulence de la region de proche paroi et des ecoulements decolles

par YVES DUBIEF

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Marcel Lesieur.

Soutenue en 2000

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Ce travail traite de la manipulation de la turbulence des ecoulements parietaux et des ecoulements decolles sur la base de simulations des grandes echelles. Un code a ete developpe pour resoudre les equations de navier-stokes compressibles dans des geometries complexes grace a une combinaison de methodes de type volumes finis et une technique multi-domaines precise. La manipulation de la turbulence de paroi est realisee dans un canal dont une des parois comporte de fines rainures transversales largement espacees. La simulation effectuee a faible nombre de reynolds mesure une reduction de la trainee totale. L'etude statistique montre une diminution des tourbillons coherents de proche paroi directement lies a la generation du frottement parietal. Les interactions entre le fluide piege dans la cavite et les tourbillons semblent etre la cause de ce phenomene. Une experience de controle de la turbulence modelisant grossierement cette interaction accredite cette hypothese. Les evenements lies a l'impact d'une couche de melange sur une paroi sont etudies dans le cadre d'un ecoulement transsonique decolle au dessus d'une cavite tri-dimensionnelle. La simulation permet de retrouver les frequences typiques de la couche de melange fournies par des donnees experimentales. Les visualisations instantanees mettent en valeur la relation entre les tourbillons crees par le decollement et des evenements violents de la pression parietale qui peuvent produire des vibrations structurelles. En complement a ces travaux, une etude comparative est menee sur l'application d'une procedure dynamique aux modeles sous-maille utilises pour les ecoulements de paroi. Une methode de generation de la turbulence est egalement testee pour les couches limites compressibles.

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Informations

  • Détails : 114 p.
  • Annexes : 110 ref.

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