Étude numérique des instabilités convectives et des structures cohérentes dans des couches de mélange libres ou décollées

• Auteur / Autrice : Pai-Ling Kao
• Direction : Hieu Ha Minh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscosité

Simulation par ordinateur

Modèles mathématiques

Instabilités hydrodynamiques

Mécanique des fluides

Mots clés libres

Marche descendante

Fluide non visqueux

Résumé

Les études numériques d'une couche de mélange et d'une marche descendante bi-dimensionnelles sont réalisées avec la méthode semi-déterministe afin d'étudier les comportements des instabilités convectives, ainsi que les mouvements cohérent, incohérent et cohérent instationnaire dans celles-ci. Dans un premier temps, nous validons notre code de calcul en calculant des couches de mélange non-visqueuses ou visqueuses ayant un profil de vitesse en tangente hyperbolique. Les résultats sont compares aux travaux de Michalke. Ensuite, nous étudions le rapport entre le profil de vitesse initial et la fréquence la plus amplifiée induisant les structures cohérentes dans une couche de mélange visqueuse. Les interactions non linéaires des structures sont également analysées. Ayant des résultats dans les couches de mélange visqueuses, nous continuons de calculer les mêmes configurations avec la méthode semi-déterministe en prenant un modèle de turbulence à deux équations (k-epsilon). Les influences de la turbulence sur les instabilités convectives sont examinées à travers des comparaisons de ces deux types d'écoulement. De plus, les mouvements cohérent, incohérent, cohérent instationnaire et les transferts énergétiques entre eux sont étudiés respectivement. Dans la dernière partie, la méthode semi-déterministe est appliquée dans la marche descendante de Driver et al. Les instabilités et les structures cohérentes sous influence de la zone de recirculation sont analysées.