Thèse soutenue

Modélisation de la turbulence pour la prédiction d'écoulements internes compressibles. Validation d'un modèle (k,epsilon) en configuration tridimensionnelle d'interaction onde de choc-couche limite turbulente

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Auteur / Autrice : Juliette Cahen
Direction : Dany Vandromme
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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Ce mémoire relate un travail consacré à la modélisation de la turbulence, étudiée dans le cadre particulier de la simulation d'interactions onde de choc-couche limite turbulente. Dans une première partie, une revue des différents types de modèles est effectuée selon une hiérarchie allant des modèles les plus simples, basés sur la détermination d'une longueur de mélange, à des modèles plus complexes prenant en compte les caractères anisotrope et tridimensionnel de la turbulence. La seconde partie de ce mémoire est consacrée à la mise en œuvre et à la validation d'un modèle de turbulence à deux équations de transport (k, epsilon) de Jones-Launder en formulation bas nombre de Reynolds. On présente l'intégration de ce modèle dans un code de calcul tridimensionnel, Canari, résolvant les équations de Navier-Stokes moyennées. Ce code de calcul est caractérisé par une méthode numérique fondée sur une approche volumes finis utilisant un schéma explicite centré de type Lax-Wendroff. Un travail d'implantation d'un modèle du second ordre de type ASM dont le code est également considéré. La validation est effectuée sur différents cas expérimentés d'écoulements internes transsoniques. On présente une analyse particulièrement détaillée d'un cas d'interaction onde de choc-couche limite fortement tridimensionnelle pour laquelle on dispose de nombreuses données expérimentales pour le champ moyen et le champ turbulent. Les résultats obtenus avec le modèle (k, epsilon) sont également comparés avec ceux obtenus en utilisant un modèle de longueur de mélange initialement développé dans le code. Ces comparaisons mettent en évidence la nette amélioration apportée par l'utilisation du modèle (k, epsilon), notamment dans les régions où l'écoulement est fortement décollé