Etude d'une nouvelle approche de la méthode Particle-In-Cell pour le calcul d'écoulements instationnaires incompressibles tridimensionnels de fluide parfait ; application au cas de la plaque plane en incidence

par Franck Buron

Thèse de doctorat en Mécanique des milieux fluides

Sous la direction de Thierry Alziary de Roquefort.

Soutenue en 2000

à Poitiers .


  • Résumé

    Ce memoire a pour objet le developpement d'une methode particle-in-cell tridimensionnelle et son application au calcul d'ecoulements instationnaires incompressibles de fluide parfait autour d'une plaque plane en incidence. La plaque plane est discretisee par une repartition de singularites de type doublets normaux surfaciques. Une description lagrangienne des zones tourbillonnaires permet de traiter l'evolution du sillage. La nappe tourbillonnaire est alors constituee de particules, chacune portant un vecteur tourbillon, que l'on suit dans leur mouvement. L'application du schema pic au calcul, a chaque pas de temps, du nouveau champ des vitesses, s'effectue en trois phases. Dans un premier temps, une loi de ponderation volumique est proposee pour distribuer la vorticite de chaque particule sur les sommets d'une cellule a base triangulaire superposee au domaine de calcul. Ensuite, contrairement aux schemas classiques qui utilisent une resolvante de poisson, nous conservons une interaction directe (biot-savart) entre les nuds du maillage pour y obtenir les vitesses et les gradients de vitesses induits. Enfin, une interpolation permet un transfert des valeurs de la grille vers les positions lagrangiennes des tourbillons. Cette technique associee a un maillage genere a partir de la discretisation du profil mince permet a la fois de minimiser la diffusion numerique, d'attenuer le temps de calcul et d'assurer une repartition plus homogene de la condition de glissement sur la paroi de la plaque et une non-penetration de cette derniere. Cette nouvelle approche est appliquee a l'ecoulement autour de la plaque plane pour diverses incidences et divers allongements. Les resultats sont confrontes a des donnees experimentales.


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Informations

  • Détails : 113 p.
  • Annexes : 74 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 00/POIT/2255
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