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Thèse soutenue

Analyse par simulation des grandes échelles des mouvements turbulents et du transfert de masse sous une interface plane

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Auteur / Autrice : Isabelle Calmet
Direction : Jacques Magnaudet, J. MAGNAUDET
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et chimie de l'environnement
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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Ce travail est consacré à l'étude, par simulation des grandes échelles, des caractéristiques de la turbulence et du transfert de masse sous différentes interfaces planes. Pour ce faire, un algorithme précis au second ordre en espace et en temps est mis en oeuvre afin de résoudre les équations de Navier-Stokes tridimenseionnelles et instationnaires. Une fois filtrées dans l'espace physique, ces équations sont complétées par une fermeture de sous-maille dite modèle dynamique mixte. Dans un tel modèle, la diffusivité de sous-maille s'adapte en temps et en espace aux caractéristiques du champ turbulent. De plus, les flux de sous-maille ne sont pas contraints de s'aligner avec le gradient de la quantité transportée et les mécanismes de cascade inverse peuvent être pris en compte. Après validation, cet outil de simulation est appliqué aux trois écoulements suivants : un canal plan avec des conditions de non-glissement aux parois, une couche entraînée par le cisaillement d'une interface sur laquelle les fluctuations tangentielles peuvent subsister en un canal ouvert dont la surface est libre de tout cisaillement.