Vers une méthodologie de couplage entre la simulation des grandes échelles et les modèles statistiques

Towards a coupling methodology between large eddy simulation and statistical models

• Auteur / Autrice : Emmanuel Sergent
• Direction : Jean-Pierre Bertoglio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Turbulence

Mécanique des fluides

Résumé

La simulation numérique en mécanique des fluides turbulents est basée sur trois approches différentes : la simulation directe (DNS), la simulation des grandes échelles (LES) et les méthodes statistiques RANS. Le travail réalisé lors de cette thèse vise à définir une méthodologie de couplage entre LES et RANS. Ces deux approches sont en effet complémentaires pour des applications industrielles. Les méthodes RANS calculent l'écoulement global, la LES sert de ''zoom'' autour d'une zone précise de la géométrie. Dans le but de réaliser le couplage, trois approches sont adoptées : une pour un couplage dans le sens RANS vers LES (MV), une dans le sens LES vers RANS et une pour le couplage tangent. Après une série de tests d'optimisation du choix des paramètres intervenant dans la MV, ces trois techniques ont été appliquées à un cas académique : l'écoulement entre deux plaques planes parallèles. Enfin la méthode a été testée sur un écoulement plus complexes : l'écoulement autour d'une marche montante-descendante.

The numerical simulation in turbulent fluids mechanics is based on three different approaches. Direct Numerical Simulation (DNS), Large Eddy Simulation (LES) and statistical RANS methods. The work completed in this Phd aims at defining a coupling methodology between LES and RANS. These two approaches are indeed complementary for industrial applications. RANS methods will calculate the total flow field and LES will be used as ''zoom'' in a precise zone of the geometry. With an aim of carrying out the coupling, three approaches are adopted : one for a coupling in the direction RANS towards LES (named MV), one in the direction LES towards RANS and for tangent coupling. After a series of tests aiming at optimizing the choice of the parameters involved in the MV, these three techniques were applied to an academic case : the flow between two parallel plane plates. Finally the MV method was tested on a more complex flow : the flow around a forward-backward facing step.