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Thèse soutenue

Méthode hybride vortex-éléments finis : étude de la convergence numérique, caractérisation et analyse d'un écoulement complexe

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Auteur / Autrice : Iraj Mortazavi
Direction : André Giovannini, Pierre Micheau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Lille 1

Résumé

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Ce travail est consacré à l'étude et à la mise en oeuvre d'une méthode vortex qui permet de simuler des écoulements turbulents, bidimensionnels, incompressibles et instationnaires. Après une étude bibliographique exhaustive sur les méthodes de ce type, notre choix s'est porté sur une méthode dite vortex hybride associée à une technique d'éléments finis. L'algorithme de cette méthode est décrit et la convergence numérique étudiée en fonction de trois paramètres principaux qui sont le pas de temps, l'intensité tourbillonnaire et la taille des éléments. Des modes de visualisation numérique variés ont été conçus et appliqués, pour obtenir une meilleure analyse de la dynamique tourbillonnaire. Un film de vidéo a aussi été réalisé. Une nouvelle méthode de calcul de la pression est validée pour des écoulements du type poiseuille et poiseuille pulsé bidimensionnels. Enfin, la procédure complète a été appliquée au calcul et à l'examen détaillé de l'écoulement à grand nombre de Reynolds dans un mélangeur à double flux. L'effet de l'épaisseur du barreau et le rapport des vitesses de l'entrée ont été étudiés. Pour certains cas, la comparaison entre le comportement des paires de vortex et les modèles théoriques de dipôles tourbillonnaires est effectuée. On constate une bonne similitude entre ces deux approches.