Simulation d'écoulements cavitants par résolution numérique des équations de Navier-Stokes en moyenne de reynolds : application à la cavitation de tourbillon d'extrémité

par Davy Dauby

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides et des transferts

Sous la direction de Michel Visonneau.

Soutenue en 2007

à Nantes .


  • Résumé

    Le présent travail de thèse s'inscrit dans une logique d'intégration de nouveaux phénomènes physiques dans les solveurs Navier-Stokes dont la maturité atteinte aujourd'hui leur permet d'appréhender de nombreux domaines de la physique autres que la mécanique des fluides. Le modèle de cavitation de type production-destruction, intégré dans un solveur Navier-Stokes utilisant une méthode de type Volumes-Finis non structurés, est présenté. Les différentes méthodes numériques pour mener de façon robuste le calcul d'écoulement cavitans sont exposées. On s'attarde notamment sur les difficultés intrinsèques au modèle de cavitation employé et sur l'influence de ses paramètres dans le cas d'une poche de cavitation attachée au bord d'attaque d'un profil d'aile bidimensionnel. Dans le cadre d'une thématique connexe de la cavitation en hydrodynamique, on s'intéresse à la capture, par deux méthodes de raffinement local; du tourbillon d'extrémité généré par un profil d'aile tridimensionnel de forme en plan elliptique. Enfin l'application tridimensionnel du modèle de cavitation sur une hélice en rotation en eau calme est proposée.

  • Titre traduit

    Simulation of cavitating flows by resolution of the reynolds averaged navier-stokes equations : application to tip-vortex cavitation


  • Résumé

    This present PhD work is part of the new trend of implementation of new physical phenomena in Navier-Stokes solver , which have reached a maturity that eneables them to deal with problems in many fields of physics other than fluid mechanics. The production-desctruction cavitation model employed in this work, implemented in a Navier-Stokes solover bases on a fully unstructured Finite Volume method is presented. The various numerical methods employed to run computations of cavitating flows in a robust way are exposed. The emphasis is on the intrinsic diffulties of the cavitation model and on the influence of its parmeters in the case of a leading ede cavity sheet on a two dimensional hydrofoil. In a theme closely related to hydrodynamic cavitation, we focus on the capturing, using two local refinement method of a tip-vortex generated by a tree-dimensional elliptic hydrofoil. Finally, a three-dimensional application of the cavitation model on a propeller rotating in open water is proposed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (192 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 187-192.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 NANT 2141
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th. 2247 bis
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