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Nouveau Modele Aerodynamique Pour Le Calcul Des Effets De La Turbulence Atmospherique Sur Les Eoliennes Darrieus
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Book Synopsis Nouveau modèle aérodynamique pour le calcul des effets de la turbulence atmosphérique sur les éoliennes Darrieus by :
Download or read book Nouveau modèle aérodynamique pour le calcul des effets de la turbulence atmosphérique sur les éoliennes Darrieus written by and published by . This book was released on 1989 with total page 74 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis MODELISATION DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ETUDE DU CHARGEMENT AERODYNAMIQUE DES STRUCTURES SOUMISES AUX EFFETS DU VENT by : Grégory Turbelin
Download or read book MODELISATION DE LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ETUDE DU CHARGEMENT AERODYNAMIQUE DES STRUCTURES SOUMISES AUX EFFETS DU VENT written by Grégory Turbelin and published by . This book was released on 2000 with total page 189 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL DE THESE EST DE MODELISER NUMERIQUEMENT LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE AFIN D'ETUDIER L'ACTION AERODYNAMIQUE DU VENT SUR LES OUVRAGES DE GENIE CIVIL. L'ANALYSE DEVELOPPEE EST BIDIMENSIONNELLE ET DOIT PERMETTRE D'IDENTIFIER LES PRINCIPAUX MECANISMES QUI INTERVIENNENT LORSQUE LE VENT ABORDE TRANSVERSALEMENT UNE STRUCTURE ELANCEE, NON PROFILEE. L'APPROCHE CONSISTE A ASSIMILER LE VENT A UN ECOULEMENT DE FLUIDE INCOMPRESSIBLE REGI, DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE, PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ET A REPRESENTER LA TURBULENCE A L'AIDE D'UN MODELE DU PREMIER ORDRE, DE TYPE K-EPSILON. LES PRINCIPAUX PARAMETRES PRIS EN COMPTE SONT LA RUGOSITE DES SOLS, LA TOPOGRAPHIE, LA PRESENCE D'OBSTACLES ET LE DEVELOPPEMENT DE GROSSES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES. LE PROBLEME EST TRAITE AVEC LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS CASTEM 2000, DANS LEQUEL DES PROCEDURES SPECIFIQUES, TELLES DES FONCTIONS DE PAROI RUGUEUSE, ONT ETE IMPLANTEES. DES CALCULS DE VALIDATION MONTRENT QUE LE MODELE K-EPSILON STANDARD EST INCAPABLE DE MODELISER DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES SUR DES SITES NON HOMOGENES, EN PRESENCE DE TOURBILLONS ORGANISES, ALORS QUE LE MODELE RNG K-EPSILON, PLUS ELABORE, EST ADAPTE A CE TYPE D'ECOULEMENTS COMPLEXES. CE DERNIER MODELE EST DONC UTILISE POUR ETUDIER LES PHENOMENES RENCONTRES LORSQU'UNE RAFALE ABORDE UNE STRUCTURE ELANCEE. POUR CELA, LES FONCTIONS INDICIELLES DE L'EFFET RAFALE DE DIFFERENTES SECTIONS SONT CALCULEES. PLUSIEURS COMPORTEMENTS SONT IDENTIFIES. UNE RELATION EST ETABLIE ENTRE LA FORME DE CES FONCTIONS ET LA CREATION DE POCHES DE DECOLLEMENT OU DE GROSSES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES DANS LE SILLAGE DE L'OBSTACLE. DANS LE CAS DES SECTIONS NON PROFILEES, LES LIMITATIONS DE L'APPROCHE QUASI-STATIQUE SONT MISES EN EVIDENCE. DANS CE CAS, ON SUGGERE DE PRENDRE EN COMPTE LES EFFETS DE LA TURBULENCE GENEREE PAR LA STRUCTURE ELLE-MEME, AU TRAVERS DE FONCTIONS D'ADMITTANCE MODIFIEES.
Book Synopsis Description des logiciels CARDAA et CARDAAV pour le calcul aérodynamique des éoliennes Darrieus by : Ion Paraschivoiu
Download or read book Description des logiciels CARDAA et CARDAAV pour le calcul aérodynamique des éoliennes Darrieus written by Ion Paraschivoiu and published by . This book was released on 1984 with total page 100 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Aérodynamique des éoliennes à axe horizontal by : Thomas Laverne
Download or read book Aérodynamique des éoliennes à axe horizontal written by Thomas Laverne and published by . This book was released on 2003 with total page 164 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les objectifs principaux de ce travail sont l'étude de l’influence de la vitesse et du taux de turbulence de l'écoulement amont sur les performances des éoliennes, ainsi que le développement d'un code de calcul permettant de prédire ces performances. Pour ces travaux, nous utilisons une éolienne bipale équipée de pales à profil NACA 654?421. Dans un premier temps, le comportement aérodynamique de ce profil est caractérisé expérimentalement. Les effets du nombre de Reynolds et du taux de turbulence sont alors analysés. Les résultats de ces essais fournissent d'autre part une base de données d'entrée pour notre code de calcul. La seconde étape consiste à étudier l'effet de forts niveaux de turbulence sur le comportement aérodynamique d'une éolienne bipale en soufflerie. Un banc d'essai est conçu et réalisé afin de mesurer le couple, la poussée axiale et la vitesse de rotation de l'éolienne dans diverses configurations (effets du calage des pales, de la vitesse et du taux de turbulence de l'écoulement amont). Dans la dernière phase du travail, les performances de notre éolienne sont calculées à l'aide d'un code de type ligne portante à partir de la base de données 2D du profil NACA 654-421. Les conditions de fonctionnement de l'éolienne sont les mêmes que celles rencontrées en soufflerie. Les résultats ainsi obtenus sont alors confrontés aux résultats expérimentaux provenant des essais en soufflerie.
Author :European Computational Aerodynamics Research Project Publisher :Friedr Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft ISBN 13 : Total Pages :616 pages Book Rating :4.F/5 ( download)
Book Synopsis ECARP by : European Computational Aerodynamics Research Project
Download or read book ECARP written by European Computational Aerodynamics Research Project and published by Friedr Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft. This book was released on 1997 with total page 616 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modèle hybride de surface active pour l’analyse du comportement aérodynamique des rotors éoliens à pales rigides ou déformables by : Ivan Dobrev
Download or read book Modèle hybride de surface active pour l’analyse du comportement aérodynamique des rotors éoliens à pales rigides ou déformables written by Ivan Dobrev and published by . This book was released on 2009 with total page 135 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux présentés ici portent sur l’exploration et la modélisation de l’écoulement à travers les rotors éoliens. Le but est de proposer un modèle hybride de surface active permettant de simuler rapidement l’écoulement et d’être intégrable dans un calcul de couplage fluide structure. Les travaux de modélisation sont accompagnés par des explorations à l’aide de la PIV et de l’anémométrie à fil chaud. Ces explorations d’écoulement autour d’une éolienne et autour des profils de pales en rotation, ainsi que le développement d’une méthode d’analyse de l’écoulement, ont permis de fournir les données nécessaires pour le calcul et notamment les caractéristiques 3D du profil en rotation. Les autres mesures réalisées ont servi comme base de données pour valider le modèle proposé. Dans les travaux de simulations, un nouveau modèle hybride, basé sur la surface active, est développé. Le calcul à l’aide du modèle proposé est un calcul itératif mené par un solveur d’équations de Navier-Stokes. Un logiciel spécifique est créé et intégré au solveur afin de déterminer les efforts appliqués sur les surfaces actives à chaque itération. Pour le calcul de puissance, les résultats du modèle sont comparés avec les données expérimentales issues des essais NREL Phase VI dans la soufflerie de la NASA Ames. En ce qui concerne les champs de vitesse autour des profils des pales et au travers du rotor, le calcul est comparé avec les données expérimentales obtenues dans le cadre de cette thèse, dans la soufflerie d’Arts et Métiers ParisTech. L’étude menée par la suite prouve que ce modèle est bien adapté pour l’étude des éoliennes à pales déformables où l’on doit tenir compte du couplage « fluide-structure ». Pour valider la méthode proposée pour l’étude des éoliennes à pales déformables, l’étude est faite dans le cas de l’éolienne NREL Phase VI. Les résultats de simulation sont comparés avec les données expérimentales et montrent la faisabilité et l’efficacité du modèle et de la méthode de couplage.
Book Synopsis Effets de l'épaisseur des pales de l'éolienne DARRIEUS by : Iddir Boumrar
Download or read book Effets de l'épaisseur des pales de l'éolienne DARRIEUS written by Iddir Boumrar and published by . This book was released on 2017-07-16 with total page 108 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation et simulation des effets du givrage sur les performances aérodynamiques des éoliennes by : Fahed Martini
Download or read book Modélisation et simulation des effets du givrage sur les performances aérodynamiques des éoliennes written by Fahed Martini and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: « Le phénomène de l’accumulation de glace affecte sérieusement le fonctionnement des turbines éoliennes. C’est une préoccupation importante pour l’exploitants des parcs éoliens en climat froid. L’impact principal du givrage sur les turbines éoliennes est la perte de production en raison de la déformation géométrique des profils des pales. Des pertes importantes de l’énergie produite durant la vie d’un parc éolien doivent être estimées et atténuées.Le givrage est un problème complexe dont la résolution fait appel à plusieurs domaines de connaissances. Puisque le givrage est affecté par divers paramètres fluctuant rapidement dans le temps, on n’est pas en mesure de prévoir avec exactitude le type, l’intensité et la durée des épisodes de givrage. En outre, ces paramètres varient considérablement selon le site du parc éolien. Par conséquent, les méthodes de protection contre le givre et leurs scenarios d’opération doivent être optimisées et adaptées aux conditions locales. Le manque de connaissances reliées au phénomène, l’absence des méthodes efficaces de détection de givre et la faible rentabilité des systèmes de protection contre le givre (SPCG) existants, rendent difficile l’exploitation des éoliennes dans les conditions givrantes et forcent les opérateurs, dans certains cas de givrage extrêmes, à arrêter les éoliennes même dans des jours particulièrement venteux. Cette recherche tente de mettre en évidence la problématique du givrage et l’état actuel de la recherche sur l’exploitation des éoliennes en climats nordiques afin de proposer une solution technique facile à implanter pour pouvoir évaluer instantanément les pertes énergétiques dues au givrage. Cette solution permettra aux opérateurs d’optimiser l’exploitation des éoliennes dans des conditions givrantes en fonction de la sévérité du givre ainsi que d’évaluer à long terme l’impact du givrage sur la production d’un parc éolien. Elle consiste dans une approche qui utilise plusieurs sources de données, comme les résultats des recherches sur le givrage et des outils efficaces de simulation pour finalement prédire les pertes aérodynamiques des profils givrés dans différentes conditions météorologiques et opérationnelles de l’éolienne. L’originalité de l’approche proposée est de pouvoir estimer les pertes aérodynamiques directement à partir des données météorologiques sans besoin d’analyser à chaque fois les profils givrés par des simulations numériques coûteuses. Une nouvelle méthode a été développée pour estimer les pertes aérodynamiques en fonction de conditions météorologiques et opérationnelles des éoliennes. Deux bases de données des pertes aérodynamiques ont été élaborées. Une a été alimentée à partir des résultats des études de simulation de givrage dans la littérature. La deuxième a été élaborée en utilisant un modèle analytique décrit dans la norme ISO 12494 pour calculer rapidement l’accrétion de la glace sur un cylindre dans plusieurs scénarios de givrage sans besoin de faire des simulations coûteuses. L’analyse de sensibilité sur les scénarios étudiés et sur les deux bases de données montre l’importance de certains paramètres sur l’estimation des pertes aérodynamique via simulation.Les résultats obtenus ont été examinés avec le réseau de neurones artificiels et ont démontré une cohérence entre les différents scénarios. Ils ont aussi mis en évidence l’influence importante de certains paramètres, comme la vitesse relative de l’aire. La méthode proposée permet de créer des corrélations entre les conditions météorologiques et les pertes aérodynamiques des profils givrés. Des recommandations pour utiliser le réseau de neurones artificiels et l’analyse adimensionnelle avec des techniques de réduction de paramètres sont faites afin d’optimiser l’efficacité des éoliennes dans des conditions de givrage.Deux articles de synthèse ont été publiés et intégrés sous forme de chapitres dans la thèse. Le premier est une revue des approches de modélisation du givrage des éoliennes. La seconde porte sur la méthode CFD-BEM pour l'estimation de pertes de puissance due au givrage des éoliennes. Un troisième article de résultats de recherche sur la méthode utilisée pour l'estimation rapide des pertes aérodynamiques a été soumis pour publication et également intégré à cette thèse.Ce projet contribue au développement des nouvelles connaissances en lien avec le phénomène de givrage et l’optimisation des performances des éoliennes aux climat nordique. -- Mot(s) clé(s) en français : givrage des éoliennes, accrétion de glace, pertes aérodynamiques, modélisation et simulation, CFD. »--
Book Synopsis Modelling and Simulation of Gust and Atmospheric Turbulence Effects on Flexible Aircraft Flight Dynamics by : Pau Castells Marin
Download or read book Modelling and Simulation of Gust and Atmospheric Turbulence Effects on Flexible Aircraft Flight Dynamics written by Pau Castells Marin and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The prediction of the aircraft response to gust and turbulence is of major importance for different purposes. Gust load analysis is an essential part of aircraft design and certification. The effect of gust and turbulence on aircraft flight dynamics is also of interest. Models able to capture relevant effects at these conditions in early design phases are essential in order to anticipate and assess the aircraft response and flight control laws in realistic atmospheric disturbances before flight test. This work proposes a modelling strategy to capture relevant physics when simulating the aircraft response to gust and turbulence for flight dynamics investigations. The model provides accuracy at a low computational cost as well as consistency with gust loads analysis enabling multidisciplinary design. The approach is based on the integration of a nonlinear quasi-steady flexible flight dynamics model with an unsteady aeroelastic model linearized around a nonlinear steady state. The gust-induced forces have a significant impact on aircraft flight dynamics. Low computing times are required to cover several flight conditions and aircraft parameters. A computationally efficient multipoint aerodynamic model, which captures both unsteady aerodynamic and gust propagation effects, is generated from linearized Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations in the frequency domain. The model is identified through a rational function approximation allowing for time domain simulations. A reduced number of additional aerodynamic states is sufficient to capture the main effects at low frequencies for flight dynamics analysis. The impact of dynamic flexibility on the response is also evaluated. Only the most energetic flexible modes are retained to reduce the number of states and ensure a low computation time. The approach is applied to simulate the vertical and lateral response of a passenger aircraft to theoretical disturbance profiles as well as realistic atmospheric turbulence at different flight conditions. Aerodynamic nonlinear effects, such as local stalls due to shock motion, in transonic conditions may appear. The linearized model is able to capture the global aircraft response at these conditions with low amplitude shock motions. Results are compared and validated with a CFD simulation based approach, coupled with a structural dynamics and flight mechanics solver. Measures from flight test are also used to assess the modelling approach. The effect of uncertainties on the response is analysed, in terms of the turbulence variation along the wingspan. Simulation results show that relevant aerodynamic effects due to gust and turbulence are captured in the frequency range of interest for flight dynamics investigations.
Book Synopsis Computation and Comparison of Efficient Turbulence Models for Aeronautics — European Research Project ETMA by : Alain Dervieux
Download or read book Computation and Comparison of Efficient Turbulence Models for Aeronautics — European Research Project ETMA written by Alain Dervieux and published by Vieweg+Teubner Verlag. This book was released on 2012-07-04 with total page 581 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This volume contains contributions to the BRITE-EURAM 3rd Framework Programme ETMA and extended articles of the TMA-Workshop. It focusses on turbulence modelling techniques suitable to use in typical flow configurations, with emphasis on compressibility effects and inherent unsteadiness. These methodologies are applied to the Navier-Stokes equations, involving various turbulence modelling levels from algebraic to RSM. Basic turbulent flows in aeronautics are considered; mixing layers, wall-flows (flat-plate, backward-facing step, ramp, bump), and more complex configurations (bump, aerofoil). A critical assessment of the turbulence modelling performances is offered, based on previous results and on the experimental data-base of this research programme. The ETMA results figure in the data-base constituted by all partners and organized by INRIA
Book Synopsis Étude de l'effet de la turbulence atmosphérique sur les vibrations éoliennes de câbles by :
Download or read book Étude de l'effet de la turbulence atmosphérique sur les vibrations éoliennes de câbles written by and published by . This book was released on 2000 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Application des modèles de turbulence aux équations de transport des tensions de Reynolds au calcul des écoulements à densité variable et a forte composante de rotation by : Moulay Bel Hassan
Download or read book Application des modèles de turbulence aux équations de transport des tensions de Reynolds au calcul des écoulements à densité variable et a forte composante de rotation written by Moulay Bel Hassan and published by . This book was released on 1993 with total page 159 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La résolution directe des équations de Navier-Stokes reste impraticable pour les écoulements industriels, et conduit a la mise en œuvre d'approches statistiques qui se limitent au calcul des grandeurs moyennées. Parmi les modèles de turbulence qui utilisent cette approche, le modèle K-, le plus simple et le plus utilise. Il résout en plus des équations de transport de la vitesse et du scalaire moyens, une équation de transport pour l'énergie turbulente et une autre pour son taux de dissipation. L’autre modèle qui fait l'objet de notre étude est le modèle R#I#J-, qui résout en plus des équations de transport des quantités moyennes, des équations de transport pour les contraintes de Reynolds, les flux scalaires et le taux de dissipation de l'énergie turbulente. Une partie de cette thèse sera consacrée aux nouveaux modèles proposes pour le terme de pression-déformation qui apparait dans les équations des contraintes de Reynolds et a la nouvelle équation du taux de dissipation de l'énergie turbulente. Ce nouveau modèle R#I#J- a été teste avec succès par CRAFT à UMIST pour les jets non homogènes plans ou axisymétriques, les surfaces libres et les jets impactant. L’application de ces trois modèles de turbulence sera réalisée pour deux catégories d'écoulements: 1) les écoulements a masse volumique variable sans composante de rotation: écoulement bicouche et jet confiné. 2) les écoulements incompressibles ou a densité variable avec une forte composante de rotation. Après analyse des résultats, on tire les conclusions suivantes: I) pour la première catégorie d'écoulements, les prédictions des trois modèles de turbulence restent très proches. II) pour les écoulements a forte composante de rotation, la différence entre les trois modèles est importante, surtout pour la configuration étudiée au LSTM ou en plus de la zone de recirculation centrale, on a une zone de recirculation périphérique liée a un élargissement brusque. Pour ce genre d'écoulements, le nouveau modèle R#I#J- est de loin le meilleur des trois modèles. III) enfin, il est important de préciser que malgré la complexité du nouveau modèle R#I#J-, son utilisation permet d'économiser plus de 25% de temps de calcul par rapport au modèle R#I#J- standard
Book Synopsis Étude aérodynamique de la tour centrale de l'éolienne Darrieus by : P. Fraunié
Download or read book Étude aérodynamique de la tour centrale de l'éolienne Darrieus written by P. Fraunié and published by . This book was released on 1983 with total page 82 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation du sillage tridimensionnel des éoliennes Darrieus pour l'étude des forces aérodynamiques by : Kateri Héon
Download or read book Modélisation du sillage tridimensionnel des éoliennes Darrieus pour l'étude des forces aérodynamiques written by Kateri Héon and published by . This book was released on 1991 with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Linéarisation du flux visqueux des équations de navier-stokes et de modèles de turbulence pour l'optimisation aérodynamique en turbomachines by : Chi-Tuân Pham
Download or read book Linéarisation du flux visqueux des équations de navier-stokes et de modèles de turbulence pour l'optimisation aérodynamique en turbomachines written by Chi-Tuân Pham and published by . This book was released on 2006 with total page 182 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le calcul de gradients de fonctions aérodynamiques par rapport à des paramètres géométriques de la forme solide est une sous-discipline de la simulation numérique en mécanique des fluides. Cette dérivation par rapport à deux variables dépendantes, le champ aérodynamique et le maillage, liés par les équations discrètes de la mécanique des fluides, nécessite l'inversion d'un système linéaire dont la matrice est la matrice jacobienne des équations de la mécanique des fluides discrétisées par rapport au champ aérodynamique (méthode de l'équation linéarisée) ou la transposée de cette matrice jacobienne (méthode adjointe). La précision du calcul de cette matrice jacobienne fait débat lorsque les équations de la mécanique des fluides sont modélisées avec l'approche RANS.L'objectif de cette thèse est de déterminer le degré d'exactitude de la linéarisation d'un flux visqueux discret et des équations discrètes de certains modèles de turbulence, nécessaire à l'obtention de gradients précis de fonctions métiers des concepteurs de turbomachines par rapport à des paramètres géométriques d'une aube. L'écriture de linéarisations approchées du flux visqueux (avec ou sans approche dite de « couche mince ») et de deux modèles de turbulence (modèle algébrique de Michel et al. et modèle à deux équations de transport k-e de Launder-Sharma) est détaillée. Pour le modèle de Michel et al., plusieurs approximations pour la linéarisation des équations du modèle ont été testées et comparées. Des résultats (valeurs de gradients de fonctions aérodynamiques, sensibilités d'écoulement pour la méthode linéarisée) sont présentés pour la tuyère de Déléry dite C, l'aile ONERA M6 et deux configurations d'aube isolée de turbine. Des recommandations sont formulées pour le calcul de gradients pour des configurations de machine tournante avec modélisation RANS.
Book Synopsis Application d'un modèle atmosphérique à l'étude des fluctuations d'indice de réfraction dans la couche limite by : Frédéric Mahé
Download or read book Application d'un modèle atmosphérique à l'étude des fluctuations d'indice de réfraction dans la couche limite written by Frédéric Mahé and published by . This book was released on 2000 with total page 244 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA TURBULENCE ATMOSPHERIQUE PEUT LIMITER SERIEUSEMENT LA RESOLUTION DES SYSTEMES D'IMAGERIE, EN PARTICULIER POUR DES SYSTEMES SITUES DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE (CLA). L'OPTIQUE ADAPTATIVE DEVELOPPEE POUR L'ASTRONOMIE SEMBLE ETRE UNE SOLUTION PROMETTEUSE POUR CES APPLICATIONS. DANS CETTE PERSPECTIVE, CE TRAVAIL DE THESE A CONSISTE A MODELISER LE NIVEAU DES FLUCTUATIONS D'INDICE DE REFRACTION DANS LA CLA ET A EVALUER L'IMPACT DES FLUCTUATIONS D'INTENSITE SUR LA MESURE DE FRONT D'ONDE EFFECTUEE PAR UN ANALYSEUR DE HARTMANN-SHACK. DANS UNE PREMIERE PARTIE, LA MODELISATION DES FLUCTUATIONS D'INDICE DE REFRACTION (C 2 N) AVEC LE MODELE ATMOSPHERIQUE MESONH A ETE ETUDIEE. EN EFFET, LA REPARTITION DE LA TURBULENCE OPTIQUE JOUE UN ROLE PRIMORDIAL SUR LE TAUX DE SCINTILLATION. OR LES LOIS DE SIMILITUDE 1D UTILISEES AUJOURD'HUI NE DONNENT ACCES QU'AUX PROFILS DE C 2 N. L'UTILISATION D'UN MODELE METEOROLOGIQUE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LA VARIABILITE SPATIALE DU C 2 N. CES ETUDES SONT EFFECTUEES EN MODE LARGE EDDY SIMULATION (LES) DE FACON A REPRESENTER LA TURBULENCE 3D DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. ELLES MONTRENT L'IMPORTANCE DU SCHEMA SOUS-MAILLE POUR DES APPLICATIONS DE MODELISATION OPTIQUE. LA SIMULATION DE LA COUCHE LIMITE DE SURFACE PAR LES EST EFFECTUEE EN MODIFIANT LE SCHEMA SOUS-MAILLE TURBULENT A L'APPROCHE DU SOL. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, L'EFFET DE LA SCINTILLATION SUR L'ANALYSE DE FRONT D'ONDE A ETE EVALUE. CETTE ETUDE EST D'ABORD MENEE DANS LE CAS DES FAIBLES PERTURBATIONS PUIS ETENDUE AU CAS FORTEMENT TURBULENT, PLUS REPRESENTATIF DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. POUR CELA, UNE SIMULATION NUMERIQUE DE LA PROPAGATION OPTIQUE EN ONDE SPHERIQUE A ETE DEVELOPPEE.
Book Synopsis Paramétrisation de la turbulence atmosphérique dans la couche limite stable by : Quentin Rodier
Download or read book Paramétrisation de la turbulence atmosphérique dans la couche limite stable written by Quentin Rodier and published by . This book was released on 2017 with total page 211 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Améliorer la représentation de la couche limite stable constitue un des grands challenges de la prévision numérique du temps et du climat. Sa représentation est clé pour la prévision du brouillard, du gel des surfaces, des inversions de température, du jet de basse couche et des épisodes de pollution. De plus, à l'échelle climatique, la hausse de la température moyenne globale de l'air en surface impacte davantage les régions polaires : améliorer la représentation de la couche limite stable est un enjeu important pour réduire les incertitudes autour des projections climatiques. Depuis une quinzaine d'années, les exercices d'intercomparaison de modèles GABLS ont montré que le mélange turbulent dans la couche limite stable est généralement surestimé par les modèles de prévision du temps. En effet, de nombreux modèles intensifient artificiellement l'activité de leur schéma de turbulence afin d'éviter une décroissance inévitable du mélange lorsque la stabilité dépasse un seuil critique en terme de nombre de Richardson gradient. Ce problème numérique et théorique n'est pas en accord avec de nombreuses observations et simulations à haute résolution qui montrent une activité turbulente séparée en deux régimes : un régime faiblement stable dans lequel l'atmosphère est turbulente de manière continue et intense, et un régime très stable dans lequel la turbulence est très intermittente, anisotrope et faible en intensité. Ces travaux de thèse s'articulent autour de deux parties dont l'objectif principal est d'améliorer la paramétrisation de la turbulence dans le modèle atmosphérique de recherche Méso-NH développé conjointement par Météo-France et le Laboratoire d'Aérologie, et dans le modèle opérationnel AROME. Cette étude utilise une méthodologie communément employée dans le développement de paramétrisations qui consiste à comparer des simulations à très haute résolution qui résolvent les structures turbulentes les plus énergétiques (LES) à des simulations uni-colonnes d'un modèle méso-échelle. Plusieurs simulations 3D couvrant différents régimes de stabilité de l'atmosphère sont réalisées avec Méso-NH. Les limites du modèle LES en stratification stable sont documentées. Une première partie répond à la problématique de la surestimation du mélange dans le régime faiblement stable. Une expression originale pour la longueur de mélange est formulée. La longueur de mélange est un paramètre clé pour les schémas de turbulence associés à une équation pronostique pour l'énergie cinétique turbulente. Cette longueur de mélange non-locale combine un terme de cisaillement vertical du vent horizontal à une formulation existante qui repose sur la flottabilité. Le nouveau schéma est évalué dans des simulations 1D par rapport aux LES d'une part ; et dans le modèle opérationnel AROME par rapport aux observations de l'ensemble du réseau opérationnel de Météo-France d'autre part. Une deuxième partie apporte des éléments d'évaluation d'un schéma combinant deux équations pronostiques pour les énergies cinétiques et potentielles turbulentes. En condition stable, le flux de chaleur négatif contribue à la production d'énergie potentielle turbulente. L'interaction entre les deux équations d'évolution permet, via une meilleure prise en compte de l'anisotropie et d'un terme à contre gradient dans le flux de chaleur, de limiter la destruction de l'énergie turbulente dans les modèles. Dans les cas simulés, cette nouvelle formulation ne montre pas un meilleur comportement par rapport à un schéma à une équation pour l'énergie cinétique turbulente car le mécanisme d'auto-préservation n'est pas dominant par rapport au terme de dissipation. Il conviendra d'améliorer la paramétrisation du terme de dissipation dans le régime très stable.
