Application des techniques de simulation des grandes échelles à un écoulement en géométrie complexe : la marche en dérapage

par Philippe Moinat

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Marcel Lesieur.

Soutenue en 1994

à Grenoble INPG .

mots clés

• Physique
• Domaines classiques de la physique
• Ecoulement turbulent
• Decollement ecoulement
• Paroi inclinee
• Ecoulement tourbillonnaire
• Echelle grande
• Structure turbulence
• Modelisation
• Simulation numerique
• Application industrielle
• 4727e
• Pac
• Turbulent flow
• Flow separation
• Inclined wall
• Vortex flow
• Large scale
• Turbulence structure
• Modeling
• Numerical simulation
• Industrial application

Résumé

La technique de simulation des grandes echelles est appliquee a l'etude d'ecoulements turbulents en aval d'une marche en derapage. Cette configuration fortement tridimensionnelle est un cas test representatif des geometries complexes de type industriel. Pour modeliser les petites echelles de la turbulence, on utilise differentes versions du modele sous-maille de la fonction de structure. A haut nombre de reynolds (60000), on trouve qu'un tourbillon helicoidal est forme par enroulement des couches cisaillees qui decollent de la marche. L'ecoulement est quasi-stationnaire a grande echelle mais on montre le processus de destabilisation du tourbillon qui conduit a une turbulence a petite echelle. A bas nombre de reynolds (1400) ce sont deux tourbillons quasi-stationnaires qui sont attaches a l'arete de la marche. Les simulations sont validees par des comparaisons qualitatives et quantitatives aux resultats experimentaux. Les nombreuses visualisations des simulations offrent en outre une comprehension approfondie de l'ecoulement. Cette etude d'application contribue au developpement des techniques de simulation des grandes echelles, la finalite etant la mise au point d'un outil performant pour le calcul des ecoulements industriels

Titre traduit

Application of the large-eddy simulation techniques to a flow in complex geometry: the swept backward-facing step

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