Recherche Avancée

Thèse soutenue

Simulation numérique des échelles infrrouges en turbulence isotrope incompressible

FR
Auteur / Autrice : Sepand Ossia
Direction : Marcel Lesieur
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides et transferts
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

FR

Ce travail est consacre a l'analyse de la dynamique des echelles infrarouges en turbulence isotrope incompressible. Une etude numerique exhaustive est realisee afin de determiner la sensibilite de ces echelles vis-a-vis de la forme du spectre d'energie initial aux petits nombres d'onde. Les simulations des grandes echelles tridimensionnelles, conduites avec le modele de viscosite turbulente spectrale dynamique, mettent en evidence le transfert inverse d'energie en k 4. Ce comportement prend effet lorsque l'indice spectral du spectre infrarouge d'energie est initialement superieur a 4, en accord avec les predictions analytiques et les calculs edqnm. Le spectre infrarouge de pression est toujours proportionnel a k 2 en dimension trois, et decroit sensiblement en fonction du temps. Ce resultat confirme la prediction theorique tiree du modele quasi-normal. En outre, les lois de decroissance de l'energie cinetique et de la variance de pression sont en bon accord avec les predictions des modeles de fermeture en deux points. D'autre part, les simulations numeriques bidimensionnelles (avec une viscosite moleculaire ou une hyper-viscosite) montrent que lorsque le nombre de reynolds est superieur a une valeur critique, un transfert inverse intense en k 3 domine inevitablement les grandes echelles d'energie. On assiste alors a une forte croissance temporelle des grandes echelles de pression. Lorsque le transfert inverse de pression est suffisamment intense, la variance de pression augmente au cours du temps. Les statistiques de pression a grandes echelles sont sensiblement influencees par les non-gaussianites resultant de l'emergence des structures coherentes bidimensionnelles.