Thèse soutenue

Modélisation de la turbulence dans des écoulements de fluide compressible en rotation, dans le cadre des turbomachines

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Auteur / Autrice : Christine Taveau-Frick
Direction : Jean-Noël Gence
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences. Mécanique des fluides
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Lyon 1
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Noël Gence

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'objectif de cette thèse est de tenir compte des effets de rotation moyenne, tels qu'ils sont rencontrés dans les turbomachines, dans un modèle de type K-ε [epsilon]. Dans ce but, nous élaborons une démarche de modélisation rationnelle, respectueuse à la fois des propriétés d'invariance tensorielle des termes à fermer, et de leurs propriétés d'invariance vis à vis de tout changement de référentiel. Ces dernières sont effectivement d'une importance capitale lorsque les effets de rotation sont à considérer. Le principe de cette démarche repose de plus sur un développement autour de faibles écarts à l'isotropie et à l'homogénéité statistiques du champ fluctuant. Cinq cas de validation de difficulté croissante permettent ensuite de comparer le modèle proposé à d'autres modèles de la littérature, intégrant également ces effets. D'une manière générale, les différents modèles utilisés dans ce travail pour prendre en compte l'effet de rotation moyenne dans un modèle K-ε [epsilon] vont dans le sens d'une amélioration des prédictions, tant en présence de rotation qu'en l'absence de celle-ci. Ils permettent en outre de mettre en évidence certaines limitations inhérentes au modèle K-ε, notamment son manque d'effet de mémoire sur le tenseur de Reynolds. Cette thèse ouvre par conséquent la voie à des modèles plus élaborés qui, basés sur la même démarche rationnelle, prendraient en compte explicitement l'effet de rotation moyenne dans la fermeture reliant plus généralement le tenseur de Reynolds au gradient de vitesse moyenne