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Etude Des Approches De Modelisation De La Turbulence Pour La Simulation Numerique Dun Compresseur Centrifuge A Fort Taux De Pression
Download Etude Des Approches De Modelisation De La Turbulence Pour La Simulation Numerique Dun Compresseur Centrifuge A Fort Taux De Pression full books in PDF, epub, and Kindle. Read online Etude Des Approches De Modelisation De La Turbulence Pour La Simulation Numerique Dun Compresseur Centrifuge A Fort Taux De Pression ebook anywhere anytime directly on your device. Fast Download speed and no annoying ads. We cannot guarantee that every ebooks is available!
Book Synopsis Étude des approches de modélisation de la turbulence pour la simulation numérique d'un compresseur centrifuge à fort taux de pression by : Thomas Léonard
Download or read book Étude des approches de modélisation de la turbulence pour la simulation numérique d'un compresseur centrifuge à fort taux de pression written by Thomas Léonard and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude a pour objectif d'étudier différentes approches de modélisation de la turbulence sur un compresseur centrifuge industriel à fort taux de pression afin d'essayer d'élargir notre compréhension des différents phénomènes physiques mis en jeu et leur interaction avec la turbulence. D'abord, la sensibilité au maillage et au modèle turbulence est évalué sur des calculs RANS. Une analyse de simulations LES est ensuite effectuée. En particulier, une étude de l'effet de la turbulence sur l'écoulement et une comparaison aux résultats RANS et expérimentaux est réalisée. Enfin, deux approches hybrides DES sont étudiées afin d'exposer les problèmes rencontrés par ces modèles sur cette configuration. Il en résulte une évaluation des différentes méthodes et de leur applicabilité future dans un contexte industriel.
Book Synopsis Analyse expérimentale et modélisation numérique des mécanismes d'interactions instationnaires à proximité du pompage d'un étage de compresseur centrifuge à fort taux de compression by : Nicolas Bulot
Download or read book Analyse expérimentale et modélisation numérique des mécanismes d'interactions instationnaires à proximité du pompage d'un étage de compresseur centrifuge à fort taux de compression written by Nicolas Bulot and published by . This book was released on 2010 with total page 4 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le présent travail s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique à l'École Centrale de Lyon (LMFA-ECL), Turbomeca et l'ONERA. Le sujet de recherche porte sur l'interaction rouet-diffuseur et sur l'entrée en régime de pompage d'un étage de compresseur centrifuge transsonique à fort taux de compression étudié à vitesse de rotation de croisière (0,927Nn). L'alimentation des analyses est réalisée par trois méthodes de mesures et deux types de simulations numériques. Le module d'essai est installé sur le banc d'essai 1 MW du LMFA. La caractérisation expérimentale du compresseur TM est réalisée par le biais de mesures de pression et température auxquelles sont adjointes des mesures du débit et de la vitesse de rotation de la roue mobile. La description de l'écoulement interne au compresseur s'appuie sur les résultats de sondages par Anémométrie Laser à effet Doppler (LDA) et de mesures de pression à haute fréquence. Les simulations numériques sont réalisées par l'intermédiaire du code de calcul elsA développé par l'ONERA, qui permet de résoudre le système d'équations de Navier-Stokes couplé à un modèle de turbulence k-l de Smith. Deux modélisations de l'interaction rouet-diffuseur permettent de générer des champs aérodynamiques stationnaires (modèle plan de mélange) et instationnaires (modèle chorochronique). La comparaison entre les données expérimentales et numériques est très satisfaisante et permet alors de profiter pleinement de la richesse des informations numériques. L'examen détaillé de l'écoulement interne au rouet pour trois points de fonctionnement (à débit bloqué, à rendement maximum et à proximité du pompage) révèle que, du blocage vers le pompage, l'évolution de l'intensité et de la taille du tourbillon de jeu est le point de départ d'un enchaînement de mécanismes conduisant à la dilatation du sillage de la structure jet-sillage. Pour l'écoulement en amont du diffuseur, ceci ce traduit en moyenne temporelle par une augmentation de l'incidence principalement au voisinage du moyeu. L'onde de choc en amont des aubes du diffuseur remonte à mesure que le débit du compresseur diminue. La trajectoire de l'écoulement principal bascule du côté de la face en dépression vers le côté de la face en pression du canal inter-aubes du diffuseur. La cartographie des nombreux décollements de couches limites est également modifiée à l'approche du pompage. Les structures instationnaires majeures sont produites par l'interaction de l'onde de choc en amont des aubes du diffuseur avec les pales du rouet. Des ondes de pression progressives et des poches à faible nombre de Mach sont ainsi générées. Les ondes pression impriment d'intenses fluctuations au champ de vitesse qui favorisent le processus de mélange. En conséquence, les couches limites sont plus robustes vis-àvis des décollements (en moyenne temporelle). Le défilement instationnaire des poches à faible nombre de Mach engendre une dissymétrie marquée des conditions d'alimentation du diffuseur dans le direction azimutale. Au cours du changement de point de fonctionnement en allant du débit bloqué vers le pompage, les ondes de pression se renforcent et la taille des poches à faible nombre de Mach diminue. De ce fait, les conditions sont plutôt favorables à retarder l'entrée en pompage du compresseur qui est localement initié en amont du diffuseur aubé. Le pompage du compresseur est provoqué par un changement rapide de la structure supersonique de l'écoulement en entrée de diffuseur qui est alors déstabilisée par les fluctuations de pression des ondes progressives.
Book Synopsis Turbulence Modelling Approaches by : Konstantin Volkov
Download or read book Turbulence Modelling Approaches written by Konstantin Volkov and published by BoD – Books on Demand. This book was released on 2017-07-26 with total page 252 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Accurate prediction of turbulent flows remains a challenging task despite considerable work in this area and the acceptance of CFD as a design tool. The quality of the CFD calculations of the flows in engineering applications strongly depends on the proper prediction of turbulence phenomena. Investigations of flow instability, heat transfer, skin friction, secondary flows, flow separation, and reattachment effects demand a reliable modelling and simulation of the turbulence, reliable methods, accurate programming, and robust working practices. The current scientific status of simulation of turbulent flows as well as some advances in computational techniques and practical applications of turbulence research is reviewed and considered in the book.
Book Synopsis ETUDE D'UNE TURBULENCE COMPRESSEE ET/OU CISAILLEE ENTRE DEUX PLANS PARALLELES PAR SIMULATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES (DNS, LES) by : HENRI.. PASCAL
Download or read book ETUDE D'UNE TURBULENCE COMPRESSEE ET/OU CISAILLEE ENTRE DEUX PLANS PARALLELES PAR SIMULATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES (DNS, LES) written by HENRI.. PASCAL and published by . This book was released on 1996 with total page 205 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE TRAITE DE SIMULATIONS NUMERIQUES D'UN ECOULEMENT REPRESENTATIF DE CEUX PRESENTS DANS LES CHAMBRES A COMBUSTION DES MOTEURS A PISTON. L'OBJECTIF EST DE MIEUX CONNAITRE L'AERODYNAMIQUE INTERNE EN VUE D'AMELIORER LES PERFORMANCES DE CES MOTEURS. L'EFFICACITE DE LA COMBUSTION ETANT FORTEMENT DEPENDANTE DE L'AERODYNAMIQUE DANS LES ZONES DE PROCHE PAROI, CETTE ETUDE EST FOCALISEE SUR LES ASPECTS TRES MARQUES DU CONFINEMENT. JUSQU'A CE JOUR, A CAUSE DE LIMITATIONS D'ORDRE MATERIEL, UN TEL OBJECTIF A ETE ESSENTIELLEMENT POURSUIVI EN UTILISANT DES MODELES STATISTIQUES DE TURBULENCE DONT ON NE CONNAIT PAS FORCEMENT LA VALIDITE. GRACE AUX PROGRES DES TECHNIQUES DE SIMULATION, IL EST AUJOURD'HUI POSSIBLE DE RESOUDRE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES SANS MODELES STATISTIQUES, FOURNISSANT AINSI DES SOLUTIONS DE REFERENCE POUR EVALUER LE COMPORTEMENT DE CES MODELES DE TURBULENCE. DEUX CODES DE SIMULATION, BASES SUR DES METHODES SPECTRALES D'INTERPOLATION SPATIALE DU CHAMP DE VITESSE, ONT ETE DEVELOPPES ET UTILISES. CES METHODES SONT PERFORMANTES POUR CALCULER AVEC PRECISION L'ECOULEMENT DANS LES ZONES DE PROCHE PAROI. LES PREDICTIONS FOURNIES PAR L'APPROCHE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE ET LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES SONT COMPAREES. ELLES MONTRENT ESSENTIELLEMENT QU'IL SEMBLE PREFERABLE D'UTILISER DES MODELES DU 2ND ORDRE U#IU#J PLUTOT QUE DES MODELES DU 1ER ORDRE . EN EFFET, LES MAXIMA DE TURBULENCE NE SONT PAS CORRECTEMENT SIMULES AVEC CES DERNIERS MODELES, CE QUI N'EST PAS SANS INFLUENCE SUR LA COMBUSTION. ALORS QUE DES TESTS, CERTES TRES LIMITES, DE MODELES DU 2ND ORDRE ONT DONNE DES RESULTATS ENCOURAGEANTS. ENFIN, L'UTILISATION CLASSIQUE DES LOIS DE PAROI PEUT ETRE REMISE EN CAUSE POUR DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES TELS QUE CEUX RELATIFS A L'AERODYNAMIQUE INTERNE DES MOTEURS A PISTON. PAR AILLEURS, ON A PU MESURER TOUT L'INTERET QUE RECELENT LES NOUVELLES TECHNIQUES DE SIMULATION NUMERIQUE, NOTAMMENT L'APPLICATION DU PARALLELISME POUR EFFECTUER L'ENORME QUANTITE DE CALCULS
Book Synopsis Analyse de l'écoulement tridimensionnel et instationnaire dans un compresseur centrifuge à fort taux de pression by : Nicolas Rochuon
Download or read book Analyse de l'écoulement tridimensionnel et instationnaire dans un compresseur centrifuge à fort taux de pression written by Nicolas Rochuon and published by . This book was released on 2007 with total page 173 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur un compresseur centrifuge conçu par Turbomeca. Son dessin rompt avec les conceptions classiques de compresseur en introduisant une roue mobile à moyeu non axi-symétrique. Une approche expérimentale et numérique est proposée pour l'analyse de l'écoulement dans ce type de configuration. En premier lieu, l'étude montre la capacité du nouveau dessin à modifier la structure d'écoulement dans la roue mobile. Dans le cas présent, l'effet bénéfique d'une réduction d'intensité tourbillonaire est contre-balancé par une augmentation des pertes au carter, par cisaillement. En second lieu, un traitement analytique des résultats expérimentaux et numériques permet de quantifier la contribution purement instationnaire de l'interaction rotor-stator. L'analyse montre en particulier que la modificiation périodique de la structure de choc attachée au diffuseur est à l'origine d'une augmentation sensible des pertes, par comparaison à celles prédies par les simulations stationnaires.
Book Synopsis ETUDE THEORIQUE ET SIMULATION NUMERIQUE DE LA TURBULENCE COMPRESSIBLE EN PRESENCE DE CISAILLEMENT OU DE VARIATION DE VOLUME A GRANDE ECHELLE by : AGNES.. SIMONE
Download or read book ETUDE THEORIQUE ET SIMULATION NUMERIQUE DE LA TURBULENCE COMPRESSIBLE EN PRESENCE DE CISAILLEMENT OU DE VARIATION DE VOLUME A GRANDE ECHELLE written by AGNES.. SIMONE and published by . This book was released on 1995 with total page 113 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL DE THESE CONTRIBUE A LA COMPREHENSION PHYSIQUE ET A LA MODELISATION DES EFFETS DE LA COMPRESSIBILITE DANS LES ECOULEMENTS CISAILLES OU COMPRIMES A GRANDE VITESSE. DEUX APPROCHES DISTINCTES ONT ETE UTILISEES: UNE ANALYSE LINEAIRE DITE DE DISTORSION RAPIDE ET LA SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE. DES TRAVAUX RECENTS AYANT MONTRE LA PERTINENCE DE LA THEORIE DE DISTORSION RAPIDE, NOUS NOUS SOMMES APPUYES SUR CES RESULTATS POUR LA GENERALISER A UNE TURBULENCE COMPRESSIBLE SOUMISE A UN CHAMP MOYEN COMPATIBLE AVEC L'HYPOTHESE D'HOMOGENEITE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE. L'ANALYSE DIMENSIONNELLE DES EQUATIONS LINEARISEES DU MOUVEMENT MET EN EVIDENCE LE ROLE ESSENTIEL D'UN PARAMETRE SANS DIMENSION, APPELE NOMBRE DE MACH DE GRADIENT ; CE PARAMETRE DEFINI COMME LE RAPPORT DU TEMPS ACOUSTIQUE ET DU TEMPS CARACTERISTIQUE ASSOCIE A LA DEFORMATION MOYENNE, DETERMINE LA FORCE DES COUPLAGES INDUITS PAR LA DEFORMATION MOYENNE, ENTRE LES MODES DE VITESSE SOLENOIDAUX (OU INCOMPRESSIBLES) ET DILATATIONNEL (OU ROTATIONNEL), ET LE MODE DE PRESSION. UN CODE DE CALCUL RESOLVANT LES EQUATIONS LINEARISEES DU MOUVEMENT A ETE DEVELOPPE ET, VALIDE A PARTIR DE DEFORMATIONS MOYENNES POUR LESQUELLES DES SOLUTIONS ANALYTIQUES EXISTENT (COMPRESSIONS ISOTROPE ET AXIALE UNI-DIMENSIONNELLE). LE CAS DU CISAILLEMENT PUR PLAN A ETE PLUS PARTICULIEREMENT ETUDIE ; LES RESULTATS OBTENUS A L'AIDE DU CODE DE DISTORSION RAPIDE, POUR UNE LARGE GAMME DE VALEURS DU NOMBRE DE MACH DE GRADIENT, SONT COMPARES AVEC DES SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES COMPLETES. ILS CONFIRMENT L'ADEQUATION DU NOMBRE DE MACH DE GRADIENT A CARACTERISER LES EFFETS DE LA COMPRESSIBILITE ; ET, MONTRENT, EN PARTICULIER, QUE L'EFFET STABILISANT INHERENT A LA COMPRESSIBILITE INTRINSEQUE DE L'ECOULEMENT - QUE L'ON PENSAIT DU A DES MECANISMES NON-LINEAIRES, EST CAPTURE PAR L'ANALYSE DE DISTORSION RAPIDE. SON ORIGINE EST DONC, DANS DES PHENOMENES TELS QUE LA RESTRUCTURATION DE L'ANISOTROPIE DU CHAMP DE VITESSE ET DU CHAMP DE PRESSION, GOUVERNES PAR DES EQUATIONS LINEAIRES
Book Synopsis Analyse et contrôle des écoulements en compresseur centrifuge avec diffuseur aspiré by : Aurélien Marsan
Download or read book Analyse et contrôle des écoulements en compresseur centrifuge avec diffuseur aspiré written by Aurélien Marsan and published by . This book was released on 2013 with total page 221 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'étude effectuée au cours de cette thèse s'inscrit dans le contexte du contrôle des écoulements en turbomachines. Suite à l'intérêt avéré de l'aspiration de la couche limite en compresseurs axiaux pour en améliorer les performances, elle vise à évaluer si cette méthodologie de contrôle est pertinente en géométrie radiale. Elle s'appuie pour cela sur un compresseur centrifuge transsonique Turbomeca. Le fonctionnement du compresseur est d'abord analysé sur la base de simulations numériques stationnaires et instationnaires chorochroniques, réalisées grâce au code de calcul elsA développé par l'Onera et en utilisant le modèle de turbulence k-l de Smith. La validité des résultats numériques est vérifiée par comparaison avec les données expérimentales disponibles : performances mono-dimensionnelles et signaux de pressions instationnaires. Ces données sont issues à la fois de la caractérisation expérimentale du compresseur effectuée par Turbomeca et de campagnes de mesures menées a l'ISAE, ou le compresseur est monté sur un banc de recherche dédié à l'étude des interactions entre le rouet et le diffuseur radial. L'analyse détaillée des résultats numériques révèle le développement d'un décollement de coin dans le diffuseur, entre la paroi moyeu et la face en dépression des aubages, lorsque le point de fonctionnement se rapproche du pompage. L'étude topologique du spectre du frottement pariétal permet d'en préciser le lieu et la structure, et de localiser les points singuliers ainsi que la ligne de séparation principale. En stationnaire, la croissance du décollement aboutit au décrochage du diffuseur, et compromet les performances de l'étage de compression et finalement la stabilité numérique. L'exploitation des résultats instationnaires permet de préciser le comportement temporel de l'écoulement : l'étendue du décollement fluctue sous l'effet du défilement des ondes de pression générées par l'interaction rouet-diffuseur, mais les trajectoires des particules fluides impliquées dans le décollement sont en accord avec les lignes de courant du champ de l'écoulement moyenné temporellement. Le décollement instationnaire est fixe, et sa topologie correspond à celle prévue par les simulations stationnaires. En particulier, le lieu du décollement est prévu de façon similaire par les modèles stationnaires et instationnaires. Une stratégie d'aspiration est ensuite développée sur la base de ces observations : une fente de prélèvement est positionnée au voisinage du col de séparation principal, dont le lieu correspond à celui du maximum du gradient de pression adverse stationnaire. Cette stratégie est implémentée au sein des modèles numériques stationnaires et instationnaires. En stationnaire, un prélèvement de 1 % de la valeur totale du débit traversant le rouet permet un contrôle total du décollement dans le diffuseur, et conduit à une augmentation significative de la plage de stabilité numérique. La réduction du débit de prélèvement à 0,3 % du débit total permet un contrôle partiel du décollement, et conduit également à une augmentation de la plage de stabilité numérique. En instationnaire, le décollement de coin initial est contrôlé. Mais les résultats mettent en évidence le rôle majeur joue par le défilement des ondes de pression le long des aubages du diffuseur. Celles-ci se renforcent au passage du col du diffuseur, et engendrent l'existence d'un important gradient de pression adverse instantané. Ce maximum du gradient de pression instantané conduit au développement d'un nouveau décollement de coin, en aval de la fente de prélèvement, et la plage de stabilité des calculs instationnaires n'est pas augmentée. Ces résultats mettent en évidence la possibilité d'agir sur les décollements se produisant dans les diffuseurs radiaux à l'aide de la technique d'aspiration de la couche limite. [...]
Book Synopsis Modélisation et simulation numérique de la turbulence par des approches statistiques bas-Reynolds et hybride Rans/Les by : Yacine Bentaleb
Download or read book Modélisation et simulation numérique de la turbulence par des approches statistiques bas-Reynolds et hybride Rans/Les written by Yacine Bentaleb and published by . This book was released on 2007 with total page 225 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans le contexte de la modélisation et de la simulation numérique des écoulements turbulents à grand nombre de Reynolds, avec intégration des équations jusqu'à la paroi. L'objectif principal est de reconsidérer les approches existantes de la turbulence, en s'appuyant sur des outils numériques récents, afin d'obtenir des résultats plus précis sur des maillages non-structurés, notamment en proche paroi. Dans la perspective d'une hybridation avec l'approche LES, nous étudions tout d'abord les performances d'un modèle k-ε bas-Reynolds linéaire. Nous le comparons ensuite à une extension non-linéaire cubique qui permet de tenir compte de l'effet d'anisotropie. Le solveur Navier-Stokes compressible utilise une approche mixte éléments/volumes finis instationnaire implicite. Dans deux cas d'écoulements stationnaires nous obtenons des résultats satisfaisants avec le modèle linéaire, alors que l'extension non-linéaire montre une forte sensibilité au paramètre de viscosité turbulente Cμ. Dans le cas instationnaire, le modèle non-linéaire s'est montré bien plus performant. Nous proposons ensuite une combinaison originale entre les approches de type RANS et LES. L'idée de base consiste à résoudre le champ moyen par les équations de type RANS, puis à le corriger en ajoutant les fluctuations résolues par l'approche VMS (Variational Multi-Scale) de la LES. Le terme de correction est amorti par une fonction d'hybridation continue à travers le domaine de calcul. Le modèle obtenu est appliqué à l'écoulement 3D autour d'un cylindre circulaire à séparation turbulente. Nous analysons les différentes régions de l'écoulement ainsi que sa topologie.
Book Synopsis Modélisation et simulation de la dispersion turbulente et du dépôt de gouttes dans un canal horizontal by : Coraline Neiss
Download or read book Modélisation et simulation de la dispersion turbulente et du dépôt de gouttes dans un canal horizontal written by Coraline Neiss and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse est consacré à l'étude des écoulements diphasiques dispersés turbulents gaz/gouttes et plus particulièrement à la modélisation du phénomène de dépôt de gouttes en canal horizontal, dont la compréhension et la prédiction sont essentielles pour de nombreuses applications industrielles. Les gouttes sont supposées de taille plus petite que les échelles de longueur caractéristiques de l'écoulement de gaz turbulent, avec une masse volumique grande devant celle de la phase continue, les forces qui agissent sur les gouttes se limitent ainsi à la traînée, à la poussée d'Archimède et à la gravité. Le taux de présence de la phase dispersée est suffisamment important pour tenir compte de l'influence des gouttes sur la turbulence du gaz (couplage à deux sens), mais suffisamment faible pour pouvoir négliger les collisions entre les gouttes. En écoulement horizontal, le dépôt des gouttes en paroi est piloté par deux mécanismes principaux qui agissent en parallèle : la gravité et la diffusion turbulente/vol libre. Cette physique du dépôt est déclinée en deux volets, avec une première étude à l'échelle 3D locale et une seconde étude à l'échelle système 1D. Dans chacune de ces approches, un modèle pour la vitesse de dépôt de gouttes en paroi est développé, puis validé par comparaison à des données expérimentales. Le modèle de dépôt local, établi sous l'hypothèse d'un film liquide infiniment mince et absorbant, est implanté dans le code de simulation numérique NEPTUNE_CFD, puis validé par comparaison aux données expérimentales de Namie & Ueda, qui étudient le dépôt des gouttes en canal horizontal. Une analyse des équations de transport des principales grandeurs moyennes de l'écoulement, ainsi que des transferts d'énergies entre phases, est menée afin de mettre en évidence les phénomènes de couplage et leurs influences sur la turbulence de la phase continue. Le modèle unidimensionnel, développé dans le cadre d'un besoin industriel, est implanté dans le code CATHARE-3 et est confronté aux données de l'expérience REGARD du CEA Grenoble.
Book Synopsis Modélisation des écoulements turbulents à surface libre par éléments finis de frontière by : Philippe Chang
Download or read book Modélisation des écoulements turbulents à surface libre par éléments finis de frontière written by Philippe Chang and published by . This book was released on 2008 with total page 520 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis MODELISATION AU SECOND ORDRE ET SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME VARIABLE by : THIERRY.. AURIER
Download or read book MODELISATION AU SECOND ORDRE ET SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME VARIABLE written by THIERRY.. AURIER and published by . This book was released on 1995 with total page 242 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CONTRIBUTION ORIGINALE A L'ANALYSE ET A LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME VARIABLE. APPROCHE THEORIQUE. L'ANALYSE ET LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A VOLUME MASSIQUE VARIABLE NECESSITENT UNE DESCRIPTION MATHEMATIQUE DE L'EVOLUTION DES GRANDEURS PHYSIQUES EN GRANDEUR MOYENNE. LA RESOLUTION SOUTEND DE METTRE EN PLACE UN SYSTEME FERME D'EQUATIONS STATISTIQUEMENT MOYENNEES DECRIVANT CORRECTEMENT L'EVOLUTION DE L'ECOULEMENT DE TELS FLUIDES. LA PRESENCE DU VOLUME MASSIQUE ACCROIT CONSIDERABLEMENT LA COMPLEXITE STRUCTURELLE D'UN TEL SYSTEME, INTRODUISANT NOTAMMENT UN FORT COUPLAGE ENTRE TOUTES LES EQUATIONS. L'ECRITURE DES EQUATIONS DE BILAN PAR UNITE DE MASSE EN MOYENNE STATISTIQUE DE REYNOLDS CONDUIT A LA PROPOSITION D'UN SYSTEME MATHEMATIQUEMENT APPROPRIE A L'ANALYSE DES ECOULEMENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. L'UTILISATION D'UN OPERATEUR CENTRE NOUS PERMET DE IDENTIFIER LES DIFFERENTS PHENOMENES PHYSIQUES PRESENTS DANS LES ECOULEMENTS TURBULENTS, ENRICHISSANT L'ANALYSE ET LA MODELISATION. ON DEGAGE UNE STRUCTURE MATHEMATIQUE REMARQUABLE DES EQUATIONS DE BILAN, EN METTANT PARTICULIEREMENT EN RELIEF LE ROLE DE LA FLUCTUATION DE VOLUME. NOUS PROPOSONS ALORS UN SYSTEME D'EQUATION ENTIEREMENT FERME AU SECOND ORDRE COMPLETE PAR UNE DEMARCHE ORIGINALE DE CONSTRUCTION DE MODELES EQUIVALENTS DE TURBULENCE UTILISANT LA COMPLEMENTARITE DE DEUX PROCESSUS STATISTIQUES D'ANALYSE DES ECOULEMENTS COMPRESSIBLES. SIMULATION NUMERIQUE. LA SIMULATION NUMERIQUE D'UN JET PLAN CHAUFFE HORS HYPOTHESE DE BOUSSINESQ PERMET DE VALIDER LA DEMARCHE DE FERMETURE TURBULENTE. CES RESULTATS SONT OBTENUS A PARTIR DE L'ECRITURE ET LA STABILISATION D'UN NOUVEAU CODE DE CALCUL QUETZAL. LES PREMIERS RESULTATS METTENT EN EVIDENCE L'ACTION DETERMINANTE DE LA VARIATION ET DE LA FLUCTUATION DE VOLUME SUR LES ECHELLES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT AINSI QUE SUR SA STRUCTURE TURBULENTE
Book Synopsis Analyse expérimentale et numérique de l'effet de jeu augmenté sur les instabilités aérodynamiques en compresseur centrifuge à fort taux de pression by : Nicolas Buffaz
Download or read book Analyse expérimentale et numérique de l'effet de jeu augmenté sur les instabilités aérodynamiques en compresseur centrifuge à fort taux de pression written by Nicolas Buffaz and published by . This book was released on 2012 with total page 284 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La présente étude a pour objectif d’évaluer l’effet de l’augmentation du jeu fonctionnel en tête d’aube de la roue mobile sur les performances globales et les instabilités aérodynamiques en compresseur centrifuge à fort taux de pression. Pour ce faire, le compresseur TM-Pi9, développé et produit par Turbomeca, installé sur le banc d’essai 1 MW du Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’acoustique, a servi de support de recherche. Les mesures de performances globales, associées à des sondages par anémométrie LASER à effet Doppler ainsi que des enregistrements de pression instationnaire au carter, sur l’ensemble de l’étage de compression, ont permis d’acquérir une base de données expérimentales dans deux configurations de jeu, de la vitesse nominale (Nn) à la vitesse de ralenti (0.6 Nn). Ces résultats sont confrontés et complétés par des simulations numériques stationnaires, instationnaires chorochroniques et 360°, convergées avec le code elsA développé par l’ONERA et le CERFACS.À la vitesse de croisière, l’élargissement du jeu en tête d’aubage de 6% à 10% (taille du jeu au niveau du bord de fuite des aubes rapportée à la hauteur de veine en sortie de rouet) génère une hausse des débits de jeu, sensiblement proportionnelle à l’augmentation de l’espace fonctionnel. L’accroissement des débits de jeu ne modifie pas la position du sillage de la structure jet-sillage qui reste localisé autour de l’aube intercalaire. Le sillage devient néanmoins plus large. La modification de géométrie engendre principalement une dégradation du taux de pression de l’étage (~3%), imputable aux pertes non-visqueuses dans le rouet, c’est-à-dire une sous-déviation de l’écoulement imposée par le jet issu du jeu. L’élargissement de la hauteur de l’espace fonctionnel provoque une baisse du débit de blocage, conséquence de la réduction de la pression statique au niveau du col du diffuseur. Le rendement de l’étage subit expérimentalement une dégradation de 1%, au point de fonctionnement rendement maximum et aucune évolution proche pompage. La modification du rendement est soumise à deux effets opposés. D’une part, l’augmentation des débits de jeu provoque plus de pertes visqueuses au sein de l’ensemble des écoulements de jeu. Mais d’autre part, le sillage étant plus large, les structures tourbillonnaires sont moins confinées ; en résulte une diminution de la vorticité. L’accumulation d’entropie dans le sillage est ainsi plus faible. Quelles que soient la vitesse de rotation et la configuration de jeu, le pompage est initié de manière brutale dans le diffuseur aubé par un décollement de couches limites sur la face en dépression des aubages, proche du moyeu. Cette séparation résulte de l’interaction entre la couche limite de coin et l’onde de choc détachée du bord d’attaque des aubes du diffuseur. À faible vitesse de rotation et petit débit, une instabilité aérodynamique affecte l’inducteur du rouet (zone située entre le bord d’attaque des aubes principales et le bord d’attaque des aubes intercalaires). Elle peut être associée à une « instabilité tournante du tourbillon de jeu » qui est induite par une surincidence de l’écoulement sur les aubes principales du rouet. Il s’agit d’un phénomène de mild-stall précurseur d’un décollement tournant progressif dans le rouet. Ce dernier n’est cependant pas enregistré car le diffuseur induit le pompage à débit plus important. Des systèmes de contrôle d’écoulement dans le diffuseur et dans le rouet sont alors proposés, afin d’élargir la plage de fonctionnement du compresseur.
Book Synopsis MODELISATION DE LA TURBULENCE AU SECOND ORDRE POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DANS LES MOTEURS A PISTONS by : LAURENT.. LEBRERE
Download or read book MODELISATION DE LA TURBULENCE AU SECOND ORDRE POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DANS LES MOTEURS A PISTONS written by LAURENT.. LEBRERE and published by . This book was released on 1995 with total page 255 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJECTIF DE LA THESE EST L'AMELIORATION DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS DANS LES MOTEURS A PISTON. COMME LA PLUPART DES CODES DE CALCUL D'ECOULEMENTS COMPLEXES, LE CODE KIVA-II, UTILISE ET DEVELOPPE PAR LES CONSTRUCTEURS AUTOMOBILES FRANCAIS, TRAITE LA TURBULENCE A L'AIDE DU MODELE - . LES LIMITES DE CE MODELE SONT AUJOURD'HUI BIEN CONNUES ; DE PLUS, LES ECOULEMENTS DANS LES CHAMBRES DE COMBUSTION POSSEDENT DES CARACTERISTIQUES (ECOULEMENTS CONFINES ET COMPRIMES, ECOULEMENTS AVEC GIRATION, PRESENCE DE NOMBREUSES RECIRCULATIONS,) DIFFICILEMENT REPRODUCTIBLES A L'AIDE D'UN MODELE A VISCOSITE TURBULENTE TEL QUE LE MODELE - . LE TRAVAIL DE CETTE THESE A CONSISTE A IMPLANTER UN MODELE AUX TENSIONS DE REYNOLDS (LE MODELE DE LAUNDER ET AL. 1975 NOTE MODELE LRR) DANS LE CODE KIVA-II. CE NIVEAU DE MODELISATION DE LA TURBULENCE (MODELE DU SECOND ORDRE) EST A L'HEURE ACTUELLE L'UN DES MEILLEURS COMPROMIS ENTRE GAIN EN PREDICTIVITE ET COUT EN TEMPS CPU. APRES UNE ETAPE DE VALIDATION COMPLETE (VALIDATIONS NUMERIQUES ET PHYSIQUES), LA PHASE D'ADMISSION-COMPRESSION D'UN MONOCYLINDRE DE RECHERCHE EST SIMULEE AVEC LES MODELES - ET LRR. DE NOMBREUSES DIFFERENCES AU NIVEAU DES CHAMPS CINEMATIQUE ET TURBULENT SONT MISES EN EVIDENCE, EN PARTICULIER EN FIN DE PHASE DE COMPRESSION. LE MODELE LRR APPORTE EGALEMENT DE NOUVELLES INFORMATIONS SUR L'ANISOTROPIE DE LA TURBULENCE ET SUR SON EVOLUTION AU COURS DU TEMPS. LA FAISABILITE D'UN CALCUL 3D COMPRESSIBLE ET INSTATIONNAIRE AVEC UN MODELE DE TURBULENCE AUX TENSIONS DE REYNOLDS EST DONC DEMONTREE. DE PLUS, UN MODELE DE TURBULENCE DU SECOND ORDRE TEL QUE LE MODELE LRR APPARAIT ETRE UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE FACE AU MODELE - POUR LE CALCUL DES ECOULEMENTS A L'INTERIEUR DES CHAMBRES DE COMBUSTION
Book Synopsis Modélisation de la turbulence dans un écoulement décollé autour d'un profil à forte incidence by : Sophie Undreiner
Download or read book Modélisation de la turbulence dans un écoulement décollé autour d'un profil à forte incidence written by Sophie Undreiner and published by . This book was released on 1993 with total page 234 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS CE TRAVAIL, LES ECOULEMENTS AUTOUR DU PROFIL AS239 D'AEROSPATIALE A FORTE INCIDENCE ET SUR LA PLAQUE PLANE SANS GRADIENT DE PRESSION ONT ETE SIMULES. UNE ETUDE COMPARATIVE DE PLUSIEURS MODELES DE TURBULENCE EST PRESENTEE: LE MODELE K-EPSILON DE JONES-LAUNDER, LE MODELE ASM COMBINE AVEC K-EPSILON DE JONES-LAUNDER OU LE MODELE DE WOLFSHTEIN DANS LA REGION DE PROCHE PAROI, ET LE MODELE ASM A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS DE H. IACOVIDES. CES MODELES ONT ETE ANALYSES D'APRES DES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET THEORIQUES POUR COMPRENDRE LEURS PERFORMANCES SUR LES DEUX CONFIGURATIONS ETUDIEES. LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES BIDIMENSIONNELLES SONT RESOLUES AVEC UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. ELLES SONT DISCRETISEES EN ESPACE AVEC LE SCHEMA DE MAC-CORMACK COMPRENANT DEUX ETAPES, PREDICTEUR ET CORRECTEUR. LA VERSION EXPLICITE-IMPLICITE DE L'INTEGRATION TEMPORELLE A ETE UTILISEE. LE MODELE ASM COMBINE AVEC K-EPSILON DANS LA REGION DE PROCHE PAROI FOURNIT LES MEILLEURS RESULTATS SUR LE PROFIL. EN EFFET, LE MODELE ASM TIENT COMPTE DU GRADIENT DE PRESSION ADVERSE. L'AMELIORATION DE LA MODELISATION DE LA ZONE DE PROCHE PAROI A ETE ENVISAGEE AVEC L'EXTENSION DU MODELE ASM DANS CETTE REGION, ET DANS UN PREMIER TEMPS AVEC LE MODELE DE H. IACOVIDES. LA SIMULATION DE L'ECOULEMENT SUR UNE PLAQUE PLANE SANS GRADIENT DE PRESSION, ET L'ANALYSE A PARTIR DES DEVELOPPEMENTS ASYMPTOTIQUES METTENT EN EVIDENCE LES FAIBLESSES DE CE MODELE. D'AUTRE PART, LA RESOLUTION NUMERIQUE EXIGE DES AMELIORATIONS, NOTAMMENT POUR LE CALCUL DES GRADIENTS DES QUANTITES TURBULENTES, ET POUR ACCELERER LA CONVERGENCE
Book Synopsis Simulations numériques d'un jet rond turbulent et de son interaction avec un tourbillon de sillage by : Cécile Joly
Download or read book Simulations numériques d'un jet rond turbulent et de son interaction avec un tourbillon de sillage written by Cécile Joly and published by . This book was released on 2002 with total page 171 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le contexte général de cette étude concerne l’impact des traînées de condensation, ces fameux panaches blancs fréquemment observés dans le sillage des avions, sur l’atmosphère. D’un point de vue aérodynamique, la formation des traînées de condensation se caractérise par l’interaction entre un jet turbulent et un tourbillon de sillage. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes thermiques et dynamiques mis en jeu dans cet écoulement. Ce travail repose sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes, et de conservation de l’énergie, formulées pour le cas d’un écoulement tridimensionnel, instationnaire et compressible. Deux approches sont considérées: la simulation numérique directe et la simulation des grandes échelles. Une simulation temporelle de la transition à la turbulence d’un jet rond non-isotherme est effectuée sans tenir compte du champ tourbillonnaire. A l’issue de cette simulation, un modèle de tourbillon de sillage est superposé à l’écoulement de jet. La première partie de cette thèse présente les deux approches, les différents modèles de sous-maille choisis pour les simulations des grandes échelles, ainsi que les méthodes numériques employées. La deuxième partie est consacrée à la simulation de l’écoulement de jet, et ici, l’objectif est de déterminer le modèle de sous-maille approprié à cette configuration d’écoulement. La troisième partie est dédiée à la simulation de l’interaction entre le jet et le tourbillon de sillage. Les résultats sont comparés à ceux issue d’une campagne d’essais. Les simulations ont démontré le développement de grosses structures de la turbulence autour du cœur tourbillonnaire, dans lesquelles se concentre le champ de température
Book Synopsis Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques par une approche bifluide à deux pressions by : Vincent Guillemaud
Download or read book Modélisation et simulation numérique des écoulements diphasiques par une approche bifluide à deux pressions written by Vincent Guillemaud and published by . This book was released on 2007 with total page 263 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce mémoire de thèse, on s'intéresse à la simulation des écoulements liquidevapeur en transition de phase. Pour décrire ces écoulements, une approche bifluide moyennée à deux pressions indépendantes est retenue. Cette description du mélange liquide-vapeur s'appuie sur le modèle à sept équations de Baer et Nunziato. On étudie les aptitudes de cette modélisation à simuler les transitions de phase apparaissant en ingénierie nucléaire. Dans un premier temps, on élabore un cadre thermodynamique théorique pour décrire les écoulements liquide-vapeur. Dans ce cadre, on réalise la fermeture du modèle de Baer et Nunziato. De nouvelles modélisations sont proposées pour les termes d'interaction entre les phases. Ces nouvelles modélisations dotent le modèle bifluide à deux pressions d'une inégalité d'entropie. On étudie ensuite les propriétés mathématiques de ce modèle. Sa partie convective hyperbolique se présente sous une forme non-conservative. On étudie tout d'abord la définition de ses solutions faibles. Divers régimes d'écoulement sont alors mis à jour pour le mélange diphasique. Ces différents régimes d'écoulement présentent des analogies avec le comportement fluvial et torrentiel des écoulements en rivière. Les stabilités linéaire et non-linéaire de l'équilibre liquidevapeur sont ensuite établies. Pour affiner notre description des interactions diphasiques, on étudie pour finir l'implémentation d'un modèle de turbulence, ainsi que l'implémentation d'une procédure de reconstruction pour la densité d'aire interfaciale. On s'intéresse ensuite à la simulation de ce modèle. Suivant une approche à pas fractionnaires, une méthode numérique est élaborée dans un formalisme Volumes Finis. Pour réaliser l'approximation de la partie convective, diverses adaptations non-conservatives de solveurs de Riemann standard sont tout d'abord proposées. A l'inverse du cadre non-conservatif classique, l'ensemble de ces schémas converge vers une unique solution. Un nouveau schéma de relaxation est ensuite proposé pour approcher la dynamique des transferts interfaciaux. L'ensemble de la méthode numérique se caractérise alors par la préservation des équilibres liquide-vapeur. Dans un premier temps, cette méthode numérique est employée à la comparaison des différentes modélisations bifluides à une et deux pressions. On l'applique ensuite à la simulation des écoulements liquide-vapeur dans les circuits hydrauliques des réacteurs à eau sous pression en configuration accidentelle.
Book Synopsis Simulations numériques sur le développement de la turbulence dans un tourbillon by : Fabien Coppens
Download or read book Simulations numériques sur le développement de la turbulence dans un tourbillon written by Fabien Coppens and published by . This book was released on 1998 with total page 207 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les tourbillons constituent des écoulements d'un grand intérêt aussi bien théorique que technologique. Au vu des difficultés rencontrées dans les approches expérimentale et de modélisation, on a employé les outils de simulation numérique directe (DNS) et des grandes échelles (LES) pour étudier les possibilités de développement et le devenir de la turbulence dans les tourbillons, décrits ici par un choix de modèles analytiques. Un résumé des connaissances actuelles sur la stabilité hydrodynamique des écoulements tourbillonnaires a été effectué, qui met en évidence la probable mais non évidente stabilité du tourbillon bidimensionnel, et l'existence d'une infinité de modes propres amplifiés dans le cas du tourbillon tridimensionnel défini par le modèle de Batchelor. Une simulation LES de ce dernier, dans lequel on introduit l'un des modes issus de la stabilité linéaire, a permis de décrire l'amplification d'une turbulence développée. L'évolution de l'instabilité entraîne une rapide résorption du champ de vitesse axiale du tourbillon, sans modification notable de la vitesse tangentielle. Le tourbillon se retrouve alors dans une configuration stable. Une analyse statistique de l'écoulement a été effectuée, qui caractérise l'évolution des corrélations turbulentes, informations utiles pour le développement ultérieur de modèles de turbulence dans les écoulements rotatifs. Une simulation DNS du tourbillon bidimensionnel de Lamb-Oseen soumis à une perturbation aléatoire a confirmé la stabilité de cet écoulement. Il a enfin été possible de simuler l'amorce linéaire du développement de l'instabilité de Widnall. Cette instabilité résulte de l'interaction de deux tourbillons dans les phases finales d'évolution d'un sillage d'avion, et peut contribuer à accélérer sa dispersion.
