Modélisation de la turbulence compressible pour l'explosion

Modeling compressible turbulence for explosion

• Auteur / Autrice : Ali Toufaili
• Direction : Jean-Marc Hérard, Sergey Gavrilyuk, Olivier Pierre Hurisse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Soutenance le 15/03/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Mathématiques et Informatique de Marseille (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Marseille (I2M)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : EDF. Division Recherches et Développement. Département MFEE (Mécanique des Fluides, Energie et Environnement)
• Jury : Président / Présidente : Raphaèle Herbin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Chainais-Hillairet, Marica Pelanti, Gloria Faccanoni
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Chalons, Samuel Kokh

Mots clés

Mots clés contrôlés

Riemann-Hilbert, Problèmes de

Riemann, Hypothèse de

Systèmes dynamiques hyperboliques

Compressibilité

Turbulence

Modèles mathématiques

Modélisation CFD

Mots clés libres

Turbulence

Écoulements compressibles

Explosion

Système hyperbolique

Problème de Riemann

Ondes de choc

Solveur de Riemann approché

Volume fini

Turbulence

Compressible flows

Explosion

Hyperbolic system

Riemann problem

Shock waves

Approximate Riemann solver

Finite volume

Résumé

Cette thèse se concentre sur la modélisation et la simulation d'écoulements turbulents compressibles pour des applications liées à l'explosion. La première partie décrit un modèle de turbulence compressible simple qui utilise une loi pour modéliser l'énergie cinétique turbulente, qui est uniforme en temps et en espace pour l'entropie turbulente. La seconde partie explore un modèle de turbulence compressible plus complexe qui permet à l'entropie turbulente de varier à travers les chocs. Enfin, la troisième partie présente un nouveau modèle diphasique basé sur quatre EDP pour la masse, la dynamique, l'énergie et la fraction d'entropie turbulente, avec un terme de relaxation pour la relaxation de cette fraction. Les trois parties incluent des analyses détaillées et des simulations numériques

This thesis focuses on the modeling and simulation of compressible turbulent flows for applications related to explosions. The first part describes a simple compressible turbulence model that uses a law to model turbulent kinetic energy, which is uniform in time and space for turbulent entropy. The second part explores a more complex compressible turbulence model that allows for turbulent entropy to vary through shocks. Finally, the third part presents a new two-phase model based on four PDEs for mass, dynamics, energy, and the fraction of turbulent entropy, with a relaxation term for the relaxation of this fraction. All three parts include detailed analyses and numerical simulations