Contribution a la simulation numerique d'ecoulements tridimensionnels sur des geometries complexes

Contribution for the numerical simulation of three-dimensional flows on complex geometries

• Auteur / Autrice : CHARLES MOULINEC
• Direction : Jean-François Sini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

On presente dans ce memoire le developpement complet d'un code de calcul pour la simulation numerique des ecoulements tridimensionnels turbulents sur des geometries complexes. Le systeme d'equations a resoudre est constitue des equations de navier-stokes en moyenne de reynolds. La premiere partie concerne la selection d'une methode de resolution du probleme de couplage vitesse-pression. La methode simpler, qui est retenue est implicite en temps. Pour en optimiser les performances, une attention particuliere est pretee au solveur de systemes lineaires. L'evaluation comparee de six methodes concurrentes conduit a retenir la methode cgstab. La simulation des ecoulements sur des geometries complexes requiert de mailler le domaine de facon reguliere. Deux methodes de generation de maillage sont presentees: la methode transfinie et une methode de propagation de fronts. Apres que la methode aux volumes finis de discretisation des equations en formulation conservative ait ete presentee, la validation du code est realisee sur cinq ecoulements laminaires de reference, depuis des configurations assez simples, cartesiennes bidimensionnelles (cavite entrainee pour differents nombres de reynolds), jusque des configurations complexes, curvilignes tridimensionnelles (tube a section carree courbe a 90). Apres avoir valide le modele de turbulence dit de launder-sharma (1974) dans un ecoulement de conduite en geometrie cartesienne, le cas d'une colline bidimensionnelle (almeida et al. , 1993) est aborde. Les resultats obtenus a l'aide de l'outil sont compares favorablement aux donnees experimentales