Aerodynamique numerique 3-d instationnaire avec fermeture bas-reynolds au second ordre

3-d unsteady computational aerodynamics with near-wall reynolds-stress closure

• Auteur / Autrice : Isabelle Vallet
• Direction : Georges Gerolymos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these traite du developpement de methodes numeriques adequates pour les equations de navier-stokes 3-d compressibles avec fermeture au 2#n#d ordre bas-reynolds. Apres une breve revue des methodes d'aerodynamique numeriques et des modeles de turbulence associes, nous developpons une methode numerique resolvant les equations de navier-stokes ainsi que les equations de transport des quantites turbulentes. La discretisation spatiale est effectuee dans un maillage structure par une methode muscl decentree amont, utilisant une decomposition des flux de van leer, precise au 3#e#m#e ordre en espace. L'integration temporelle est implicite precise au 1#e#r ordre en temps et utilise une methode de factorisation approchee selon les directions du maillage. Pour des ecoulements stationnaires la convergence est acceleree en utilisant des pas de temps locaux avec cfl = 50. La methode est initialement appliquee a des ecoulements transsoniques stationnaires et instationnaires, avec fermeture k - #*. Des comparaisons systematiques avec les mesures sont effectuees. Des resultats tres satisfaisants sont obtenus en ecoulement instationnaire dans une tuyere de laval transsonique, ou la contre-pression aval fluctue. Ensuite un modele aux tensions de reynolds avec effets bas-reynolds et de proximite de paroi est developpe et implemente. Le modele est valide par comparaison avec l'experience de klebanoff sur plaque plane. Une comparaison de la methode avec des mesures detaillees dans une tuyere transsonique 3-d est effectuee. Les resultats sont satisfaisants, et les ameliorations possibles du modele de turbulence sont mises en evidence. La methode numerique developpee est particulierement robuste, pouvant converger a partir d'une initialisation automatique de l'ecoulement, developpee dans le cadre de cette these, grace a l'utilisation de limiteurs adequats de positivite et de noninfinite des quantites turbulentes