Simulation numérique d'écoulements turbulents autour de configurations complexes. Application au roulis induit des missiles

Numerical simulation of turbulent flows arround complex configurations. Application to missiles induced roll

• Auteur / Autrice : Saloua Ben Khelil
• Direction : Claude Basdevant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 13

Résumé

Cette these est une contribution a l'etude du roulis induit sur des corps a surfaces portantes par simulation numerique d'ecoulements turbulents autour de missiles cruciformes. L'etude a d'abord porte sur l'efficacite des schemas numeriques pour la resolution des equations de navier-stokes avec modeles de turbulence. Une etude comparative avec les schemas existant dans le code de calcul de l'onera flu3m a ete effectuee afin de selectionner celui ou ceux presentant de bonnes qualites du point de vue de la robustesse, de la precision et de la facilite de mise en oeuvre. Pour l'evaluation des termes non visqueux, les flux ausm+ (advection. Upstream splitting method) ont ete etudies et compares aux flux de roe et a ceux de van leer. En ce qui concerne les termes diffusifs, la methode des volume centres a ete developpee pour l'evaluation des gradients. Elle a ensuite ete comparee a la methode des volumes decales precedemment implementee dans le code flu3m. Par ailleurs, pour augmenter la robustesse du schema, le traitement des conditions aux limites lors de l'evaluation des flux visqueux a ete revu. Les deux schemas ausm+ et volumes centres ont ete etendus a la modelisation de la turbulence par le modele -. La derniere partie de l'etude numerique a consiste a introduire une formulation implicite complete des flux visqueux. Les resultats numeriques ont ete presentes sur differents cas d'epreuves a une ou deux dimensions d'espace. Dans un deuxieme temps, le code developpe avec les flux ausm+ et avec la methode des volumes centres a ete utilise pour differents calculs autour de configurations generiques tridimensionnelles de missiles cruciformes. Pour les deux configurations retenues, deux types de comparaison ont ete realisees : une comparaison essai/calcul et une comparaison calcul/calcul entre les resolutions euler et navier-stokes laminaires et turbulents avec une modelisation algebrique de type baldwin-lomax. Pour tester l'influence des modeles de turbulence, une simulation avec le modele - a ete realise. Les nouveaux developpements ont conduit a des resultats satisfaisants par rapport aux experiences comme aux calculs.