Simulation des grandes echelles en regime transsonique

• Auteur / Autrice : Eric Garnier
• Direction : Michel Deville
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Le besoin d'informations concernant l'instationnarite des ecoulements s'affirme de plus en plus pour les applications industrielles et la simulation des grandes echelles (sge) apparait comme une methode capable de satisfaire ces besoins. Le regime transsonique etant couramment aborde par les appareils civiles et militaires, l'extension du champ d'application de cette methode aux ecoulements comportant des chocs se revele indispensable. D'un point de vue numerique, cette extension pose le probleme de la competition entre la dissipation numerique necessairement introduite par les schemas dits de capture de choc (pour garantir la stabilite de la simulation) et celle introduite par le modele sous-maille qui tient compte de la contribution des echelles non resolues sur le maillage de calcul sur les echelles resolues. La premiere partie de ce travail a pu mettre en evidence la predominance de la dissipation numerique sur la dissipation associee au modele sous-maille dans le cadre de la turbulence homogene isotrope. Une nouvelle approche, basee sur l'utilisation conjointe d'un senseur capable de differencier un choc d'une fluctuation turbulente et d'un schema numerique de type essentiellement non oscillant utilise comme un filtre, a donc ete developpee pour minimiser la dissipation numerique. L'idee est d'appliquer localement une passe de filtrage spatial a un champ turbulent (comportant des discontinuites) obtenu au moyen d'une sge classique (schema non dissipatif plus modele sous-maille). Par ailleurs, une etude des modeles sous-maille dans un cas d'interaction choc/turbulence homogene a pu mettre en evidence les bonnes performances de ceux-ci moyennant des conditions (assez restrictives) sur le maillage de calcul dans la zone du choc. Neanmoins, le gain en temps de calcul par rapport aux simulation numerique directe demeure tres sensible. Enfin, les developpements introduits dans ce travail ont ete valides avec succes sur un cas d'interaction choc/couche limite turbulente bien decrit experimentalement.