Etude de contraintes et qualification de modèles à viscosité turbulente

Other literature type French OPEN
Catris, Stéphane (1999)
  • Subject: Couche limite turbulente | Compressibilité | Gradient de pression | Modèles de turbulence | Viscosité turbulente | Equations de transport | Loi logarithmique | Loi en racine | Loi de sillage | Frontière extérieure | 629.132 | Turbulent Boundary Layer | Compressibility | Pressure Gradient | Turbulence Models | Eddy Viscosity | Transport Equation | Logarithmic Law | Square Root Law | Wake Law | Edge of Boundary Layer

Cette étude traite des prévisions des modèles de turbulence. Nous nous sommes principalement centrés sur les modèles à viscosité turbulente ou viscosité tourbillonnaire avec équations de transport. La configuration d'écoulement est la couche limite turbulente pour laquelle les moyens de calcul ne permettent pas de résoudre complètement le système d'équations du mouvement instantanné. Deux effets agissant sur ce type d'écoulements sont étudiés indépendamment l'un de l'autre pour ne pas mêler les effets. Nous nous intéressons tout d'abord à l'effet de la compressibilité de l'écoulement dans une couche limite supersonique. Le second paramètre pris en compte est le gradient de pression pour la couche limite incompressible. Les applications de ce travail concernent le domaine aéronautique et les problèmes d'aérodynamique. En premier lieu, certaines propriétés des couches limites sont identifiées. Chacune de ces contraintes physiques est traduite en contrainte mathématique pour le modèle par l'intermédiaire d'une théorie. La pertinence de chaque théorie est ensuite démontrée numériquement. La démarche théorique ainsi que le calcul numérique permettent de qualifier les modèles sélectionnés. Pour la couche limite compressible, une nouvelle écriture de modèle est considérée qui permet de prendre en compte l'effet de compressibilité. Son bon comportement théorique et numérique est alors prouvé. Pour la couche limite soumise à un gradient de pression, un modèle exploratoire est développé permettant de reproduire un maximum de contraintes physiques. Son bon comportement est également démontré. This study deals with the prediction of eddy viscosity turbulence models with transport equations. The flow pattern is the turbulent boundary layer for which computer do not make it possible to completely solve the movement equation system. Two effects acting on this flows are studied independently one of the other not to join the efiects. First, we focus on the effect of the compressibility of the flow in the supersonic boundary layer. The second parameter taken into account is the pressure gradient of an incompressible boundary layer. The industrial applications of this work relates to the aeronautical field and the aerodynamic problems. First, some properties of the boundary layers are identified. Each one is translated into mathematical constraint for the model by means of a theory. The relevance of each theory is then shown numerically. The theoretical step as well as numerical calculation make it possible to qualify the selected models. For the compressible boundary layer, a new writing of model is considered which makes it possible to take into account the effect of compressibility. Its good theoretical and numerical behavior is then proven. For the pressure gradient boundary layer, an exploratory model is developed making it possible to reproduce the most of physical constraints. Its good behavior is also shown.
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