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Thèse soutenue

Calcul d'écoulements instationnaires internes et externes par un algorithme de pression implicite à pas séparés

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Auteur / Autrice : Jean-Luc Estivalèzes
Direction : Patrick Chassaing
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1989
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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Les phenomenes tourbillonnaires instationnaires au sein d'ecoulements laminaires a vitesse moderee sont calculees a l'aide d'une methode numerique de resolution des equations de navier-stokes en variables premieres. Elle a ete appliquee a des ecoulements internes et externes en situation incompressible et a des problemes de convection naturelle oscillatoire. Une formulation aux volumes finis est developpee, et les proprietes d'un algorithme de pression implicite a pas separe sont discutees. Deux solveurs bases l'un sur la methode fortement implicite modifiee, l'autre sur la methode du gradient conjugue avec un preconditionnement lu, sont developpes et compares pour la resolution des systemes lineaires couples associes a ces problemes. Les performances numeriques du code de calcul sont testees sur le cas de la cavite entrainee bidimensionnelle jusqu'a des nombres de reynolds de 7500. L'influence des conditions aux limites est mise en evidence sur l'etude de cas stationnaire: le reservoir 2d et le jet plan libre, l'extension au cas tridimensionnel est propose pour la cavite entrainee. La dynamique des tourbillons instationnaires lies au decollement interne dans des cavites profondes est decrite. Elle comporte l'apparition d'une bifurcation de type hopf. La variation de masse volumique a travers l'hypothese de boussinesq est prise en compte dans un probleme de convection naturelle a faible nombre de prandtl. Des regimes oscillatoires differents sont analyses en fonction des nombres de prandtl, grashof et pour des conditions aux limites differentes