Modelisation et simulation de la turbulence compressible dans les ecoulements cisailles supersoniques

Modelling and simulation of the compressible turbulence in supersonic shear flows

• Auteur / Autrice : DOMINIQUE GUEZENGAR
• Direction : Jean-Paul Dussauge, Hervé Guillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbulence

Écoulement cisaillé

Aérodynamique supersonique

Résumé

Le but de cette these est d'evaluer les performances du modele k et de proposer des ameliorations sur trois points ou il est mis en defaut. La compressibilite, les variations de masse volumique et l'anisotropie constituent donc les themes centraux du memoire. On s'est interesse a l'etude, la modelisation et a la simulation numerique d'ecoulements compressibles turbulents (couches de melange, couches limites et rampe de compression). Pour les effets compressibles, nous avons exploite plusieurs modeles existant dans la litterature et nous proposons une double definition de la viscosite turbulente qui permet une adaptation optimale de ces modeles. Nous montrons alors leur efficacite sur les couches de melange et leur defaillance sur les autres cas. Dans la seconde partie, nous avons etudie l'influence des variations de la masse volumique. Pour les couches de melange, nous proposons un cfficient # compatible avec des gradients de masse volumique et des effets de nombre de mach. Nous obtenons alors de bons resultats pour le calcul de couches de melange compressibles a forte variation de masse volumique, alors que le modele k est mis en defaut sur ce type calcul. Enfin, l'anisotropie est prise en compte par deux modeles earsm qui presentent des resultats tres satisfaisants sur plusieurs geometries et reproduisent les tendances observees experimentalement. Par contre, ils apparaissent decevants dans les cas d'interaction onde de choc/couche limite. Notons que les resultats ont ete obtenus avec une methode mixte elements/volumes finis associee a des lois de paroi, que l'implantation des divers modeles n'a pas pose de difficulte particuliere et que les performances numeriques (en terme de robustesse et de convergence) sont restees globalement inchangees par rapport au modele k de base.